碘氧化铋纳米片的表面调控及其可见光催化性能研究

发布时间：2020-12-11 10:14

　　光催化作为一种潜在的环境污染治理技术广泛地吸引了广大科研工作者的兴趣。大量的新型的光催化材料被开发,同时原有材料通过改性修饰进一步提升性能。在众多光催化材料中,BiOI是一种高度各向异性的层状结构半导体光催化材料且其禁带宽度较窄（1.8 eV）,能够吸收650 nm以内的可见光,然而它的光氧化能力较弱,其光催化活性非常有限。因此,我们有必要对它的表面结构和能带结构进行调控,提升其光氧化能力。本论文主要采用自掺杂,形貌和表面结构调控等手段对其进行改性修饰,获得光氧化能力增强的BiOI光催化材料。阴离子空位可以调节材料的能带结构。我们通过理论计算发现碘空位的构建可获得更正的BiOI价带顶,进而获得高氧化能力的光生空穴。因此引入碘空位来调控BiOI价带位置是可行的。我们通过热处理使部分碘挥发在BiOI中构建碘空位缺陷。相较于无碘空位的BiOI,碘空位的BiOI_1-x纳米片对于甲基橙（MO）和苯酚等有机污染物的光催化降解活性以及光电流强度都有着明显的增强。实验结果证明构建碘的空位缺陷对于BiOI纳米片的光催化活性的提升具有广阔前景。在此基础上继续进一步尝试一步法调控BiO... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

Ag/AgCl/BiOCl在可见光（λ≥400nm）下的光催化反应机理图

图 1.2 MnOx-BiOI 的反应机理图30构建异质结：通过构建异质结构可以有效地提高光激发电子和空穴的，并针对不同的光催化过程调整表面反应位点以达到更好的光催化活Xiang 等57研究人员成功制备了 BiOI/BiVO4的 p-n 异质结构，对 B降解活性以及光稳定性实现了很大程度的提升。Cong 等人利用一种简法，成功合成了一种 3D 的 Bi2O3/BiOI 异质结构，如图 1.3 是它的一个备过程图。Bi2O3/BiOI 异质结构在对苯酚的可见光降解以及光电活性为显著的提升，并且它的光催化稳定性较好。除此之外，还有很多的 B料包括 BiOI/BiOCl、BiOI/BiOBr、BiOI/ZnO、BiOI/C3N4和 BiOI/TiO们对 BiOI 光催化活性有着不同程度的提高。

图 1.2 MnOx-BiOI 的反应机理图303）构建异质结：通过构建异质结构可以有效地提高光激发电子和空穴的传输速率，并针对不同的光催化过程调整表面反应位点以达到更好的光催化活性。例如，Xiang 等57研究人员成功制备了 BiOI/BiVO4的 p-n 异质结构，对 BiOI可见光降解活性以及光稳定性实现了很大程度的提升。Cong 等人利用一种简单的浸渍法，成功合成了一种 3D 的 Bi2O3/BiOI 异质结构，如图 1.3 是它的一个简单的制备过程图。Bi2O3/BiOI 异质结构在对苯酚的可见光降解以及光电活性都有了较为显著的提升，并且它的光催化稳定性较好。除此之外，还有很多的 BiOI复合材料包括 BiOI/BiOCl、BiOI/BiOBr、BiOI/ZnO、BiOI/C3N4和 BiOI/TiO2等等，它们对 BiOI 光催化活性有着不同程度的提高。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Mn-BiOCl的制备及其光催化活性研究[J]. 崔玉民,李慧泉,苗慧,陶栋梁,凡素华,张坤,霍晓凤.  光谱学与光谱分析. 2015(07)



本文编号：2910357