氯氧化铋及其复合光催化剂的制备与光催化性能研究

发布时间：2017-12-23 06:21

本文关键词：氯氧化铋及其复合光催化剂的制备与光催化性能研究　出处：《东北石油大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：氯氧化铋的晶体结构为PbFCl型,是一种高度各向异性的Bi III-VIA-VIIA三元层状结构半导体材料。由于其独特的层状结构及对有机物的高降解能力,逐渐成为人们的研究重点。氯氧化铋的制备方法有水解法、模板法、溶剂热合成法和静电纺丝法等。本文采用水解法合成了氯氧化铋及其复合光催化剂,采用粒度分析仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、热重差热分析仪、全自动比表面分析仪、紫外分光光度计及X射线光电子能谱对光催化剂的粒径、微观结构、表面组成进行表征,并以甲基橙为目标降解物在模拟太阳光下考察其光催化性能。本文首先对水解法制备实验进行单因素考察,研究反应液滴加顺序、反应物摩尔比、反应温度、搅拌速率对产物的影响,通过优化实验条件实现直角片状、圆片状、花簇状及球状等不同形貌的氯氧化铋的可控制备,研究不同形貌氯氧化铋晶体的微观结构及光催化性能。结果表明:球状氯氧化铋晶体对甲基橙的降解率达到97.4%,比同种方法制备出的氯氧化铋降解甲基橙的效率明显提高。通过水解法制备BiOCl/NaBiO_3和BiOCl/Bi_2O_3复合光催化剂。研究了不同含量BiOCl组成的复合光催化剂的微观结构,最后以甲基橙为目标降解物对比研究了复合催化剂的光催化性能。结果表明:两种复合催化剂对甲基橙的降解率BiOCl/NaBiO_3BiOCl/Bi_2O_3,最高降解率达99.2%,由此也说明复合后光催化性能大于单一物质的催化效果,且对催化性能起决定性作用的是样品的比表面而不是样品的形貌。首次系统的研究氯氧化铋的热稳定性及热解行为。通过水解法制备片状BiOCl晶体,薄片厚度大约70 nm,截面尺寸大约300 nm×500 nm;把氯氧化铋在不同温度下进行煅烧处理,研究不同温度煅烧后氯氧化铋晶体的微观结构,通过热重分析探究氯氧化铋的热稳定性及热解过程发生的反应,计算煅烧后产物的组成,并对煅烧后的氯氧化铋的光催化性能进行比对。热重分析结果表明:氯氧化铋在600℃开始分解出现失重现象,750℃时分解速率最大,随后质量变化率呈直线下降,至800℃时氯氧化铋分解终止。XRD分析表明:制备的氯氧化铋纯度高、结晶度较好。低于600℃时氯氧化铋很稳定;高于600℃时氯氧化铋发生热分解,产物为不同组成的铋的氯化物、氧化物和氯氧化物。光催化性能分析表明:煅烧后氯氧化铋的光催化效率降低。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;O644.1

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