基于MIL-53（Fe）复合光催化剂的制备及其有机污染物降解性能研究

发布时间：2021-01-19 13:38

　　半导体光催化技术是一种高级氧化工艺,具有无毒、安全、彻底氧化等优势。在众多的废水处理工艺中,光催化氧化技术凭借着独有的优势应用于污废水处理以及环境治理领域,引起国内外研究学者的广泛关注。目前,以TiO₂为代表的传统的半导体材料仍存在许多难以解决的问题,因具有量子产率低、极易失活、光吸收范围窄等缺点,限制了其在光催化降解领域中的应用,因此,开发新型光催化材料成为学科前沿的研究热点。MIL-53（Fe）是一种三维多孔有机骨架,其禁带宽度大约为2.7eV,吸收可见光,但其本身的光催化降解性能较差,因此对于新型MIL-53（Fe）复合光催化剂的研究具有重要的意义。BiOCl是一种铋酸盐,具有[Bi₂O₂]²⁺与Cl^-双层交替的内部结构,用乙二醇溶剂合成过程中会造成晶格缺陷,改善光催化降解性能,与此同时MoS₂和g-C₃N₄也展现出了巨大的光催化降解潜能。本论文中,将MIL-53（Fe）分别与BiOCl、MoS_2... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

半导体光催化反应机理图

RHOHHROHDegradationROROODegradationRHOHRHORHRHRHHOHOHOOOHOOHOVBVBCBhhe 2222//22222在光催化氧化还原反应过程中，从热力学角度来说，催化剂的氧化还原能力的高低取决于其本身的能带结构。若价带位置越正，则价带上 h+的氧化能力越强，若导带位置越负，其电子将 O2还原成 O2 等高活性自由基的能力越强。因此在选择半导体材料时，必须要考虑半导体材料的能带结构，即光生电子和空穴是否具有足够的氧化还原能力。图 1.2 为常见的半导体材料的禁带宽度以及在饱和甘汞电极下导带和价带的位置关系图，从图中可以看出来较高的电子和空穴的分离效率才能有利于活性自由基的产生，有利于光催化降解反应。（1.2）（1.3）（1.4）（1.5）（1.6）（1.7）

图 1.3 TiO2晶体结构：金红石型和锐钛矿型晶体构造影响着半导体材料的光降解效果。以 TiO2为例，它包括金红石型、型和板钛矿型三种类型。由于金红石型和锐钛矿型的 TiO2具有较高的光催化活此被广泛应用于实际工程中。其中，锐钛矿型具有最佳的光催化活性，其两种晶如图 1.3 所示。两者之间的差异是由于八面体的畸变程度和它们之间的连接方式致的，从而引起了禁带宽度的差异，其中金红石型 TiO2禁带宽度为 3.0 eV，锐 TiO2禁带宽度为 3.2 eV。催化剂表面上其电子-空穴对分离效率的差异导致了光能的不同[45]。3.1.2 光催化剂尺寸光催化材料的催化降解活性也受催化剂尺寸的影响，催化剂的大小影响着催化染物的有效接触面积，同时光催化剂的尺寸也影响着污染物在催化剂表面上的停

【参考文献】：
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本文编号：2987091