多元钒酸盐异质结光催化剂的合成及其光催化性能研究

发布时间：2021-01-22 17:31

　　半导体异质结光催化剂具有载流子分离能力强、高活性和高稳定性等优点,在环境净化和能源领域具有广阔的应用前景,而可被可见光驱动的多组分光催化体系更加引人关注。然而,多元组分异质结的构建通常需要多个复杂的步骤来制备,而限制了其应用。本文探讨基于相转变策略一步法制备多元钒酸锌异质结光催化剂,并且在可见光下对其光催化降解酚类等有机污染物的光催化性能进行深入系统地研究。1.首先采用微波水热合成Zn₃（OH）₂V₂O₇·2H₂O前驱体,然后巧妙借助热自相变,成功地设计和合成了一种具有优异光催化性能的新型双Z型Zn₃（VO₄）₂/Zn₂V₂O₇/ZnO（Zn-V-O）三元异质结体系（THS）。其中,采用Zn₃（OH）₂V₂O₇·2H₂O前驱体制备THS异质... 

【文章来源】：江西理工大学江西省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光催化反应装置：旋转式光反应仪(内置灯源：400W金卤灯)

第三章 相转变和微波水热合成新型双 Z型三元钒酸盐异质结光催化剂体系S-U 相比，总体形态没有变化，表明 S-U 仅在 500oC 以下仅失去吸附水和结晶水而不改变形貌。图 3.3.1(e-h)显示了显著的形态变化。说明，在 700oC 的空气中直接加热 2 小时，导致部分 Zn3(VO4)2发生相变，在其表面形成了许多直径在20-50 nm 的小纳米片。此外，图 3.3.1(i)中的 HRTEM 图像进一步证实存在有三组 不 同 的 晶 格 条 纹 ， 证 实 了 部 分 Zn3(VO4)2发 生 相 变 过 程 构 建Zn3(VO4)2/Zn2V2O7/ZnO 三元异质结构。其中，0.257、0.311 和 0.248 nm 的晶格间距分别对应于 Zn3(VO4)2(JCPDS No.34-0378)中(122)的晶面、Zn2V2O7(JCPDSNo.38-0251)的(022)的晶面和 ZnO(JCPDS No.36-1451)的(101)的晶面。

第三章 相转变和微波水热合成新型双 Z型三元钒酸盐异质结光催化剂体系为了进一步探究，对所选区域的异质结构进行了元素成像。如图 3.3.2(a e)所示，表明 Zn 和 O 元素的在整个检测区域均匀分布。同时，从 V 元素的分布区域可以看出，在 700oC 煅烧后，较大的纳米片(图 3.3.2(d)中的红色区域)主要由 Zn3(VO4)2和 Zn2V2O7组成。且复合材料表面的小颗粒主要是由 ZnO 组成，证实了在部分 Zn3(VO4)2的相变过程中，部分分解的产物 ZnO 在钒酸盐表面外延生长，并与 Zn3(VO4)2和 Zn2V2O7紧密结合在一起。在此基础上，我们推断ZnO 纳米片的外延涂层可以阻止 Zn3(VO4)2的完全热分解。

【参考文献】：
期刊论文
[1]煅烧温度对乙二醇溶胶-凝胶法制备BiVO4光催化性能的影响[J]. 郑浩岩,王敏,杨长秀,何吕,周瑞雪,赵孝明,柳向阳.  材料热处理学报. 2015(S1)



本文编号：2993632