碱式硝酸氧铋基异质结的制备及在光催化降解染料废水中的应用

发布时间：2023-10-22 11:29

　　染料废水由于色度高、难降解、高毒性,给水环境构成巨大的威胁。近些年来,高级氧化技术,尤其是光催化氧化技术在染料废水处理领域备受关注。光催化氧化技术具有工艺简单,能够实现低浓度的污染物降解,污染物降解彻底以及无二次污染等优点。铋系半导体材料因其价带位置较正,具有较强的氧化能力,使其成为理想的光催化污染物降解催化剂。但是对于影响铋系半导体材料光催化性能的因素,以及如何简单高效的构建异质结来提高铋系半导体的光催化活性是一个重点。本论文研究发现以碱式硝酸氧铋为基础来构建异质结是提升铋系半导体光催化性能的有效方法。通过水热法及调节溶液的pH值分别制备出了具有(0 0 1)及(0 1 0)晶面主导的BiOX(X=Cl,Br),通过将罗丹明B作为目标降解物来测试不同晶面对BiOX光催化性能的影响。实验结果表明,具有(0 1 0)晶面主导的BiOX比(0 0 1)晶面主导的BiOX表现出更好的光催化效果,(0 1 0)晶面主导的BiOX具有更好的光吸收能力以及更快的电子和空穴对分离。采用水热法以及调节溶液中硝酸铋和氯化钠的比例,成功制备出碱式硝酸氧铋/氯氧铋异质结光催化剂。通过SEM和TEM表征发现加...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 光催化废水处理
        1.2.1 光催化机理
        1.2.2 光催化在染料废水处理中的应用
    1.3 铋系半导体研究进展
        1.3.1 铋系半导体简介
        1.3.2 铋系半导体的改性
        1.3.3 铋系半导体异质结
    1.4 课题的研究意义和内容
        1.4.1 课题的研究意义
        1.4.2 课题的研究内容
第二章 实验部分
    2.1 试剂和材料
    2.2 仪器和设备
    2.3 表征方法
        2.3.1 X射线衍射(XRD)
        2.3.2 X射线光电子能谱(XPS)
        2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.4 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.5 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)
        2.3.6 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DSR)
        2.3.7 光致发光光谱(PL)
        2.3.8 电化学交流阻抗(EIS)
        2.3.9 光电流响应
    2.4 光催化降解实验
第三章 不同晶面对BiOX (X=Cl,Br)光催化性能的影响
    3.1 引言
    3.2 催化剂的制备
    3.3 分析与讨论
        3.3.1 X射线衍射分析
        3.3.2 扫描电镜分析
        3.3.3 不同晶面主导的BiOX (X=Cl,Br)的光催化性能
        3.3.4 紫外可见漫反射分析
        3.3.5 光致发光光谱分析
    3.4 小结
第四章 碱式硝酸氧铋/氯氧铋异质结的制备及表征
    4.1 引言
    4.2 催化剂的制备
    4.3 分析与讨论
        4.3.1 X射线衍射分析
        4.3.2 X射线光电子能谱分析
        4.3.3 扫描电镜分析
        4.3.4 透射电镜分析
        4.3.5 紫外可见漫反射分析
        4.3.6 电化学交流阻抗分析
        4.3.7 光致发光光谱分析
        4.3.8 光催化性能
        4.3.9 活性物种分析
        4.3.10 光催化机理
    4.4 小结
第五章 碱式硝酸氧铋/钼酸铋异质结的制备及表征
    5.1 前言
    5.2 催化剂的制备
    5.3 分析与讨论
        5.3.1 X射线衍射分析
        5.3.2 扫描电镜和透射电镜分析
        5.3.3 X射线光电子能谱分析
        5.3.4 光催化降解实验
        5.3.5 紫外可见漫反射分析
        5.3.6 光致发光光谱分析
        5.3.7 电化学分析
        5.3.8 光催化机理
    5.4 小结
第六章 结论与建议
    6.1 主要结论
    6.2 建议
参考文献
在学期间科研成果
致谢



本文编号：3856429