铋系光催化材料的合成及其光催化性能研究

发布时间：2020-04-05 05:21

【摘要】：近几十年来,全球的工业水平迅速发展,人们在享受发展带来诸多便利的同时,也不可避免地受到环境污染带来的困扰。水污染和大气污染已经直接威胁到人们的日常生活,甚至损害到人们的健康。污水处理所需的成本极大,为了降低生产成本,未经处理的废水排放到河流湖泊之中,对藻类以及鱼虾造成的危害都是不可逆转的,人们误食了这些中毒的鱼虾,毒素在体内沉积会引发各类疾病,后果不堪设想。对染料废水和毒性废水的处理,已经引起了科研工作者广泛的兴趣。光催化技术以其独特的优点脱颖而出,利用自然界中太阳的能量催化降解有机污染物分子,使之转化为无污染的小分子。人们致力于寻找一种成本低廉,合成方法简单,不产生后续污染的光催化剂。单质Bi在一定的条件下可以实现半金属—半导体的转化,进而降解污染物。BiOX(X=Cl,Br,I)的结构由两个卤素原子嵌在[Bi_2O_2]~(2+)基板上,这种结构利于光生h~+和电子(e~-)的分离以及电子的转移,使其具有良好的催化性能。本论文的研究内容如下:(1)选用PS为模板,以Bi(NO_3)_3?5H_2O,KI为反应物,通过一定时间的剧烈搅拌使生成的BiOI均匀的包覆于PS微球之上,通过高温煅烧得到具有圆孔的铋单质,利用XRD,FESEM,HRTEM,BET等测试方法对其进行表征,结果发现,煅烧温度为700oC时,得到的样品孔分布均匀,且大小相似,以酸性RhB溶液(PH=3)为目标污染物,探究在可见光作用下的样品的催化性能,最后讨论了样品降解染料的机理。(2)采用一步溶剂热法成功合成出BiOI样品,通过改变反应物的物质的量之比调控样品的形貌和尺寸,为了探究最佳的比值,对所制备的样品进行各个方面的表征,讨论BiOI的三维层状微球结构的形成机理,以亚甲基蓝(MB)和苯酚为目标降解物,讨论可见光辐射下样品的降解能力以及降解过程中起主导作用的活性基团,对样品的循环稳定性能进行了探究。(3)利用简单易操作的溶剂热法合成出花状的BiOI,以BiOI为前驱体,通过二次溶剂热法对其修饰不同含量的Ag,从而得到复合物Ag/BiOI,在可见光照射下,讨论Ag负载量的不同对RhB降解效率有何影响,结果显示3%-Ag/BiOI的催化性能最佳。利用3%-Ag/BiOI来降解MB和苯酚时,降解的效果也较好,并对Ag/BiOI降解污染物时可能存在的机理进行探究。
【图文】：

图 1-1 半导体光催化机理示意图chematic illustration of photocatalytic reaction mechanism for sem

2 BiOI (001)和 BiOI (110)形成表面异质结的电荷ge transfer across the surface heterojunction of BiOI的复合金属来修饰半导体催化剂，试图提高其降
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O643.36;O644.1

【参考文献】

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本文编号：2614602