磷酸铋及磷酸铋复合物薄膜的电化学制备与光电催化性能

发布时间：2017-10-19 01:32

  本文关键词：磷酸铋及磷酸铋复合物薄膜的电化学制备与光电催化性能

  更多相关文章： 光电极 光电化学 磷酸铋 薄膜 电沉积

【摘要】：本文在FTO导电玻璃上控制合成稳定、高活性的非金属含氧酸盐光催化剂磷酸铋和铋/磷酸铋复合物。通过电化学沉积方法、对催化剂的结构、尺寸、吸收带边进行研究。磷酸铋和铋/磷酸铋薄膜的形貌与结构的研究主要采用FESEM、XRD、XPS、HRTEM、Raman、DRS等测试技术;磷酸铋和铋/磷酸铋复合物薄膜的光电化学性能主要采用电化学工作站。BiPO_4薄膜光电催化活性主要是光催化降解MB。主要研究成果如下:(1)通过电沉积方法,成功在FTO导电玻璃上负载了具有优越光电催化性能的六方磷酸铋纳米棒。使用光电流响应,线性扫描循环伏安法和电化学阻抗图来研究该材料的光电性质。通过降解亚甲基蓝来评价该材料的光电催化性能。电沉积40分钟的薄膜具有良好的催化效果,连续降解30小时后薄膜依然有很好的稳定性。从循环伏安图可以清晰的看出电压发生偏移,升高的阳阴两极峰与扫描速率成正比。这表明,该反应是扩散控制反应。光电催化吸附在薄膜的有机污染物时,羟基自由基是主要的活性基团。Mott-Shottky(MS)可以看出该薄膜属于n型半导体。(2)在FTO导电玻璃上制备Bi/BiPO_4光电极,本文使用了简易的一步法:仅需要调节电解液中的过氧化氢浓度,采用电沉积方法即可。拥有致密结构的Bi/BiPO_4纳米薄膜由棒状的磷酸铋晶体和不规则的铋单质粒子组成。金属修饰过的光电极的光电流比单纯的磷酸铋光电极高十倍多。50次循环伏安法体现了膜的优越光稳定性。荧光的降低体现了Bi/BiPO_4薄膜光电极光生电子/空穴复合率有所下降。磷酸铋由于铋纳米粒子的掺杂,吸收区域发生了红移。因此,该纳米薄膜光电极在未来实际应用和功能性电化学研究中具有潜在应用价值。
【关键词】：光电极 光电化学 磷酸铋 薄膜 电沉积
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 引言9-24
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 光催化剂的研究背景和意义9-10
• 1.1.2 BiPO_4光催化剂的研究10-11
• 1.2 BiPO_4光催化剂简介11-16
• 1.2.1 BiPO_4的结晶形态11-13
• 1.2.2 BiPO_4的带隙和键结构13-15
• 1.2.3 BiPO_4的制备方法15-16
• 1.3 通过改性增强光催化剂活性方法16-22
• 1.3.1 掺杂16-17
• 1.3.2 晶型转换17-18
• 1.3.3 异质结18-19
• 1.3.4 π -共轭大分子表面杂化19-20
• 1.3.5 氧空位20-21
• 1.3.6 磷酸铋粉末的其他改性方法21
• 1.3.7 磷酸铋薄膜的制备及改性方法21-22
• 1.4 本文创新点和研究内容22-24
• 第二章 电沉积法制备磷酸铋及其结构，，电学和光学协同效应研究24-43
• 2.1 前言24-25
• 2.2 实验25-27
• 2.2.1 磷酸铋薄膜的制备25
• 2.2.2 磷酸铋薄膜形貌和结构的表征25-26
• 2.2.3 磷酸铋薄膜光学性质的表征26
• 2.2.4 磷酸铋薄膜电化学性质的表征26
• 2.2.5 磷酸铋薄膜光电催化性能的评估26-27
• 2.3 结果与讨论27-41
• 2.3.1 磷酸铋薄膜的结构与形貌27-31
• 2.3.2 磷酸铋薄膜电化学性质31-35
• 2.3.3 磷酸铋薄膜光电催化性能35-41
• 2.4 结论41-43
• 第三章 电沉积法制备铋/磷酸铋及其结构，电学和光学协同效应研究43-55
• 3.1 前言43-44
• 3.2 实验44-46
• 3.2.1 铋/磷酸铋薄膜的制备44-45
• 3.2.2 铋/磷酸铋薄膜形貌和结构的表征45
• 3.2.3 铋/磷酸铋薄膜光学性质的表征45
• 3.2.4 铋/磷酸铋薄膜电化学性质的表征45-46
• 3.3 结果与讨论46-54
• 3.3.1 Bi, BiPO_4和Bi/BiPO_4薄膜的结构和形貌46-49
• 3.3.2 Bi/BiPO_4纳米膜的光电性质49-52
• 3.3.3 Bi/BiPO_4纳米薄膜的电沉积机理52-54
• 3.4 结论54-55
• 第四章 结论和展望55-57
• 参考文献57-71
• 附录71-72
• 致谢72

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本文编号：1058297