Bi单质基复合光催化剂的制备及其光催化净化NO x 的机理研究
发布时间：2021-03-22 12:57
优质的空气是地球生命繁衍生息的必要条件,污染气体组分中的NOx被吸入后会刺激咽喉及肺部等器官,甚至影响神经系统造成大脑损伤,并有致毒致癌作用,极大地危害了生命健康。近些年,光催化氧化作为利用可持续能源太阳能去除低浓度NOx的技术被广泛研究。在这篇论文中以探究金属Bi单质等离子效应的影响和构建高效新型铋系半导体光催化剂为目标,首先构建了单质Bi/BiPO4体系,研究了单质Bi等离子体效应和表面氧空位对于催化剂光吸收和电子-空穴对分离的影响,通过理论计算研究了其电子结构;然后构建了单质Bi/Bi4MoO9体系,研究了以铋系材料做核,单质Bi作壳的核壳结构对于光催化剂催化活性促进的作用,系统的研究分析了单质Bi的作用方式。最后通过还原剂量的变化构建了多元异质结体系Bi2O3/Bi2W06和Bi/Bi2O3/Bi2WO6体系,通过调控催化剂材料结构成分控制单质Bi表面等离子体效应和异质结效应的协调影响,系统的研究了两种效应对于激活无定形钨酸铋的影响。三个体系都利用原位红外研究其催化氧化污染物的过程反应,为拓宽催化剂光响应区域提高载流子分离效率和构建高...
【文章来源】：重庆工商大学重庆市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型奥里维里斯(Aurivillius)层状秘系复合氧化物的晶体结构
?第２章实验部分???璃盖将反应器密封。该反应的光源灯（１５０?Ｗ商用卤钨灯）放置于石英玻璃上方２０??ｃｍ处。为了保证仅仅利用的是可见光光源，商用卤钨灯的灯罩加装了可以滤去波??长小于４２０?ｎｍ的紫外光。将浓度约为０．６?ｍｇ／Ｌ的ＮＯ通入反应器内，反应器出口??连接到ＮＯｘ分析仪（４２ｉ－ＴＬ，Ｔｈｅｒｍｏ?Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ），待ＮＯ浓度稳定后打开光源，ＮＯｘ??分析仪每隔１?ｍｉｎ记录一次实时的ＮＯｘ浓度。按照式（２．１）计算光照后ＮＯ的去除??效率＂：??＂＝（１－Ｃ／Ｃ？）?Ｍ００ｏ＜，?（２．１）??Ｇ为开灯前反应器内ＮＯ?Ｙ：衡浓度；Ｃ为幵灯后反应器内ＮＯ实测浓度。??￣
测和鉴定瞬时中间产物、研究过程反应的重要表征方式。本研究利于德国布鲁克??（Ｂｒｕｋｅｒ）公司的型号为ＴＥＮＳＯＲ?ＩＩ的红外光谱仪，另外配备漫反射采样系统??（Ｈａｒｒｉｃｋ）（图２．２ｄ）和样品反应仓（ＨＶＣ）（图２．２ｃ）。反应仓（ＨＶＣ）表面有３个光路窗??口，其中２个光路窗口是ＺｎＳｅ玻璃，使得红外光线可以无损通过并在催化剂表面??实现漫反射最终被ＭＣＴ检测器通过，另外１个光路窗口是石英玻璃，供光催化反??应所需光源光通过。反应仓（ＨＶＣ）底座配备有２个气路通道，１个是进气口，另１??个是出气口。整个原位红外气路系统总流量为１００?ｍＬ／ｍｍ，采用高纯惰性氦气（Ｈｅ）??作为吹扫气体，ＮＯ和０２流量分别为５０?ｍＬ／ｍｉｒｕ气流进入反应仓前设有混合罐用??作ＮＯ和０２的预先混合，最终ＮＯ气体的浓度约为５０?ｐｐｍ。原位红外气路装置流??程示意图和各部份配备装置图以及实际丄作状态的原位红外装置见图２．２。将光催??化剂置十反应仓内（如图２．２ａ所示），利用加热装置在１００?ｍＬ／ｍｉｎ的氦气环境下，??在６０度下对样品热处理以去除吸附在催化剂表面的物种。随后等待冷却至室温
【参考文献】：
期刊论文
[1](BiO)2CO3和N掺杂（BiO）2CO3分级微球可见光催化氧化NO机理的原位红外光谱[J]. 董兴安,何文杰,王红,孙艳娟,董帆,吴忠标. 科学通报. 2017(22)
[2]Enhanced photocatalytic properties of molybdenum-doped BiVO4 prepared by sol–gel method[J]. Gui-Lin Wang,Lian-Wei Shan,Ze Wu,Li-Min Dong. Rare Metals. 2017(02)
[3]铋系光催化剂的形貌调控与表面改性研究进展[J]. 赫荣安,曹少文,余家国. 物理化学学报. 2016(12)
[4]可见光诱导Ag/AgX等离子体光催化净化NO的性能与机理[J]. 陈鹏,刘红婧,董帆,何詠基,王海强,吴忠标. 科学通报. 2016(32)
[5]K掺杂C3N4的原位合成、禁带结构解析及其可见光催化性能增强机制[J]. 李欣蔚,张会均,文莉,董帆,岑望来,吴忠标. 科学通报. 2016(24)
[6]Fe-Mn/Al2O3催化剂低温NH3选择性催化还原NO的性能（英文）[J]. 王晓波,伍士国,邹伟欣,虞硕涵,归柯庭,董林. 催化学报. 2016(08)
[7]表面等离子体光催化材料[J]. 张骞,周莹,张钊,何云,陈永东,林元华. 化学进展. 2013(12)
[8]磷酸铋纳米棒的可控合成及其光催化性能[J]. 刘艳芳,马新国,易欣,朱永法. 物理化学学报. 2012(03)
本文编号：3094054
【文章来源】：重庆工商大学重庆市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型奥里维里斯(Aurivillius)层状秘系复合氧化物的晶体结构
?第２章实验部分???璃盖将反应器密封。该反应的光源灯（１５０?Ｗ商用卤钨灯）放置于石英玻璃上方２０??ｃｍ处。为了保证仅仅利用的是可见光光源，商用卤钨灯的灯罩加装了可以滤去波??长小于４２０?ｎｍ的紫外光。将浓度约为０．６?ｍｇ／Ｌ的ＮＯ通入反应器内，反应器出口??连接到ＮＯｘ分析仪（４２ｉ－ＴＬ，Ｔｈｅｒｍｏ?Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ），待ＮＯ浓度稳定后打开光源，ＮＯｘ??分析仪每隔１?ｍｉｎ记录一次实时的ＮＯｘ浓度。按照式（２．１）计算光照后ＮＯ的去除??效率＂：??＂＝（１－Ｃ／Ｃ？）?Ｍ００ｏ＜，?（２．１）??Ｇ为开灯前反应器内ＮＯ?Ｙ：衡浓度；Ｃ为幵灯后反应器内ＮＯ实测浓度。??￣
测和鉴定瞬时中间产物、研究过程反应的重要表征方式。本研究利于德国布鲁克??（Ｂｒｕｋｅｒ）公司的型号为ＴＥＮＳＯＲ?ＩＩ的红外光谱仪，另外配备漫反射采样系统??（Ｈａｒｒｉｃｋ）（图２．２ｄ）和样品反应仓（ＨＶＣ）（图２．２ｃ）。反应仓（ＨＶＣ）表面有３个光路窗??口，其中２个光路窗口是ＺｎＳｅ玻璃，使得红外光线可以无损通过并在催化剂表面??实现漫反射最终被ＭＣＴ检测器通过，另外１个光路窗口是石英玻璃，供光催化反??应所需光源光通过。反应仓（ＨＶＣ）底座配备有２个气路通道，１个是进气口，另１??个是出气口。整个原位红外气路系统总流量为１００?ｍＬ／ｍｍ，采用高纯惰性氦气（Ｈｅ）??作为吹扫气体，ＮＯ和０２流量分别为５０?ｍＬ／ｍｉｒｕ气流进入反应仓前设有混合罐用??作ＮＯ和０２的预先混合，最终ＮＯ气体的浓度约为５０?ｐｐｍ。原位红外气路装置流??程示意图和各部份配备装置图以及实际丄作状态的原位红外装置见图２．２。将光催??化剂置十反应仓内（如图２．２ａ所示），利用加热装置在１００?ｍＬ／ｍｉｎ的氦气环境下，??在６０度下对样品热处理以去除吸附在催化剂表面的物种。随后等待冷却至室温
【参考文献】：
期刊论文
[1](BiO)2CO3和N掺杂（BiO）2CO3分级微球可见光催化氧化NO机理的原位红外光谱[J]. 董兴安,何文杰,王红,孙艳娟,董帆,吴忠标. 科学通报. 2017(22)
[2]Enhanced photocatalytic properties of molybdenum-doped BiVO4 prepared by sol–gel method[J]. Gui-Lin Wang,Lian-Wei Shan,Ze Wu,Li-Min Dong. Rare Metals. 2017(02)
[3]铋系光催化剂的形貌调控与表面改性研究进展[J]. 赫荣安,曹少文,余家国. 物理化学学报. 2016(12)
[4]可见光诱导Ag/AgX等离子体光催化净化NO的性能与机理[J]. 陈鹏,刘红婧,董帆,何詠基,王海强,吴忠标. 科学通报. 2016(32)
[5]K掺杂C3N4的原位合成、禁带结构解析及其可见光催化性能增强机制[J]. 李欣蔚,张会均,文莉,董帆,岑望来,吴忠标. 科学通报. 2016(24)
[6]Fe-Mn/Al2O3催化剂低温NH3选择性催化还原NO的性能（英文）[J]. 王晓波,伍士国,邹伟欣,虞硕涵,归柯庭,董林. 催化学报. 2016(08)
[7]表面等离子体光催化材料[J]. 张骞,周莹,张钊,何云,陈永东,林元华. 化学进展. 2013(12)
[8]磷酸铋纳米棒的可控合成及其光催化性能[J]. 刘艳芳,马新国,易欣,朱永法. 物理化学学报. 2012(03)
本文编号：3094054
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