Sillen型铋系化合物改性BiVO 4 复合光催化材料的制备及其性能研究

发布时间：2024-06-14 03:05

　　光催化技术的应用在解决能源问题及环境污染问题方面具有广阔的前景。钒酸铋(BiVO₄)由于其合适的带隙、成本低、合成简单、光稳定性高、环境友好等特点,有望被应用于光催化分解水、光还原二氧化碳和光降解有机污染物等领域。但是,BiVO₄中的光生电子和空穴极易复合、光生载流子传输速率较慢,限制了其量子效率的提高。因此,对BiVO₄进行复合改性,从而提高其光催化性能,具有重要意义。Sillen铋系化合物具有独特的层状结构,可迅速转移光生载流子。本文采用两种Sillen型铋系化合物(BiOBr、BiOCOOH)对BiVO₄进行复合改性,主要内容如下:1、采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助多元醇共沉淀法制备得到具有较高光催化活性的BiVO₄/BiOBr复合物。制备所得样品的光催化性能通过在500 W氙灯的照射下复合物光催化降解罗丹明B(RhB)来评价。当V/Br比为1:1时,可获得具有最高光催化活性的样品,90 min可降解94.4%的RhB,其表观速率常数可达0.02998 min<...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钒酸铋的结构
    1.3 钒酸铋的制备
        1.3.1 多元醇法
        1.3.2 水热及溶剂热法
        1.3.3 微乳液法
        1.3.4 超声或微波强化法
        1.3.5 溶胶凝胶法
    1.4 钒酸铋的改性
        1.4.1 形貌控制
        1.4.2 晶体生长取向调控
        1.4.3 离子掺杂
        1.4.4 钒酸铋与其它材料的复合改性
    1.5 研究意义、研究内容及创新点
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 创新点
第二章 CTAB辅助的多元醇共沉淀法制备BiVO₄/BiOBr复合光催化剂
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及仪器
        2.2.2 BiVO₄/BiOBr复合光催化剂的制备
        2.2.3 催化剂样品的表征
        2.2.4 光催化活性及循环催化稳定性评价
        2.2.5 活性自由基捕获及电子自旋共振实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 扫描电子显微镜及X射线能谱仪分析
        2.3.2 比表面及孔径分析
        2.3.3 X射线衍射光谱及X射线光电子能谱分析
        2.3.4 光催化性能评价
        2.3.5 紫外-可见漫反射光谱分析
        2.3.6 荧光光谱及时间分辨荧光光谱分析
        2.3.7 光电流及电化学阻抗测试
        2.3.8 光催化机理分析
        2.3.9 光催化稳定性
    2.4 本章小结
第三章 溶剂热法制备BiVO₄/BiOCOOH复合光催化剂
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及仪器
        3.2.2 溶剂热法制BiVO₄/BiOCOOH复合光催化剂
        3.2.3 催化剂样品的表征
        3.2.4 光催化活性及循环催化稳定性评价
        3.2.5 活性自由基捕获实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 扫描电子显微镜及X射线能谱仪分析
        3.3.2 X射线衍射分析
        3.3.3 光催化性能评价
        3.3.4 紫外-可见漫反射光谱分析
        3.3.5 荧光光谱分析
        3.3.6 光催化机理
        3.3.7 光催化稳定性
    3.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3994050