氧化铋和碳酸氧铋光催化剂的改性研究

发布时间：2018-08-26 18:20

【摘要】：光催化反应因其在治理环境问题方面的重要价值而被广泛研究。而制备高效的可见光光催化剂一直是科学研究的热点。本文制备了两种高活性的可见光催化剂：Cu2O修饰的Bi2O3纳米球、铒掺杂Bi2O2CO3花状微球。通过X射线衍射分析(XRD),场发射扫描电镜分析(FESEM),比表面积分析(BET),紫外可见漫反射分析(UV-vis DRS),X射线光电子能谱(XPS),透射电镜分析(TEM), X射线荧光(XRF)等技术对合成的样品进行了表征。并采用光催化降解罗丹明B溶液研究其可见光的催化活性。本文制备的Cu2O修饰的Bi2O3纳米球具有优越于Bi2O3纳米球和Cu2O的光催化活性。Cu2O分散在Bi2O3纳米球的表面。粒径大小为80-150 nm。经过Cu2O修饰,催化剂的比表面积增加,带隙减小,可见光的响应范围增加。样品光催化反应的机理可以由界面电子转移作用解释。由Cu2O修饰引起的界面电子转移作用促进了光生电子空穴的分离,提高了催化剂的可见光催化活性。本文制备的铒掺杂Bi2O2CO3花状微球同样具有优异的可见光催化活性。铒原子取代了铋在晶格中的位置引起了晶面间距的减小。铒的掺杂增加了Bi2O2CO3花状微球的比表面积,减小了带隙,提高了可见光响应范围。由于铒掺杂引起的上转换过程,Bi2O2CO3可以直接利用可见光的能量激发Bi2O2CO3,在其价带和导带产生光生电子和空穴,从而提高了Bi2O2CO3的可见光催化活性。
[Abstract]:Photocatalytic reaction has been widely studied because of its important value in environmental problems. The preparation of efficient visible light catalyst has been a hot spot in scientific research. In this paper, two kinds of highly active visible light catalyst: Cu2O modified Bi2O3 nanospheres were prepared, and erbium-doped Bi2O2CO3 flower-like microspheres were prepared. X-ray diffraction (XRD) (XRD), field emission scanning electron microscopy (XRD),) analysis of (FESEM), specific surface area (BET), UV-Vis diffuse reflectance (UV-vis DRS) X-ray photoelectron spectroscopy (UV-vis DRS) (XPS), transmission electron microscopy (TEM) (TEM), X ray fluorescence (XRF) and other techniques were used to characterize the synthesized samples. The photocatalytic activity of Rhodamine B was studied by photocatalytic degradation of Rhodamine B solution. The Cu2O modified Bi2O3 nanospheres prepared in this paper have better photocatalytic activity than Bi2O3 nanospheres and Cu2O. Cu2O is dispersed on the surface of Bi2O3 nanospheres. Particle size 80-150 nm. After Cu2O modification, the specific surface area of the catalyst increases, the band gap decreases, and the response range of visible light increases. The mechanism of photocatalytic reaction can be explained by interfacial electron transfer. The interfacial electron transfer induced by the modification of Cu2O promoted the separation of photogenerated electron holes and enhanced the visible light catalytic activity of the catalyst. The erbium-doped Bi2O2CO3 flower-like microspheres also have excellent visible light catalytic activity. The position of bismuth in crystal lattice is replaced by erbium atom, which results in the decrease of crystal plane spacing. Erbium doping increases the specific surface area of Bi2O2CO3 flower-like microspheres, reduces the band gap and increases the visible light response range. Due to the up-conversion process caused by erbium doping, Bi2O2CO3 can directly use the energy of visible light to excite Bi2O2CO3, to produce photogenerated electrons and holes in its valence and conduction bands, thus enhancing the visible light catalytic activity of Bi2O2CO3.
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36

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本文编号：2205760