钨酸铋光催化的影响因素及其反应机理

发布时间：2017-04-08 08:02

  本文关键词：钨酸铋光催化的影响因素及其反应机理，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：光催化技术应用于环境水处理领域,近年来受到了很大的关注。TiO2是研究最多的光催化剂,因为它有着光催化活性高、价格低廉、稳定性好等优点。然而,Ti02只能吸收紫外光,而紫外光只占太阳光到达地球表面的光中的一小部分。开发一种对可见光有响应的催化剂就显得尤为重要。W03虽然有高可见光催化活性,但是它不能利用廉价的02作为电子捕获剂,应用成本高。Bi2WO6作为新型可见光催化剂的出现,似乎让人们看到了希望。研究表明,Bi2WO6能以02为电子捕获剂,降解水中的有机物。这一特性,使得关于Bi2WO6光催化性质的研究十分有意义。 本文选取花朵状Bi2WO6,对其有关物理性质、反应活性、反应机理等内容进行研究,主要分为以下两部分： 第一部分,采用水热法,合成了花朵状的Bi2WO6,在空气中、不同温度下对合成的样品进行煅烧,考察煅烧温度对其结晶度、比表面积、光吸收、微观形貌等一系列物理性质的影响。选用苯酚作为有机底物,考查不同温度煅烧后,Bi2WO6的光催化活性。研究发现,随着煅烧温度的升高,Bi2WO6在水相体系中光催化降解苯酚的活性呈现先上升后下降的趋势,最优煅烧温度为350℃。用比表面积对反应速率常数进行归一化处理后,这一趋势并未有所改变,说明比表面积并不是Bi2W06光催化活性大小的决定性因素。通过对样品物性表征数据的综合分析,发现Bi2WO6光催化活性受样品的结晶度、光吸收和表面缺陷数量共同影响。 第二部分,选取第一部分结果中,光催化活性最佳的催化剂样品(经350℃煅烧的Bi2WO6),考察它的光催化反应机理。选用W03作为Bi2WO6光催化机理研究的一个对照,依然选择苯酚作为有机底物进行降解。研究过程中用N,N-二乙基对苯二胺/辣根过氧化氢酶法测定反应过程产生的H202,用电子顺子共振测定反应过程产生的.OH,并通过Mott-Schottky关系测定了Bi2WO6的平带电位。研究发现,Bi2WO6在光催化反应过程中,它的价带空穴能将H20氧化生成.OH,并且它的导带电子能通过02多电子还原导走,生成H202,是少见的能发生O2多电子还原过程的光催化剂。从这方面考虑,Bi2WO6是一种不错的可见光催化剂。
【关键词】：光催化 钨酸铋 煅烧温度 多电子还原 活性物种 机理
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O643.36;O614.532
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 前言13-42
• 1.1 光催化概述13-18
• 1.1.1 光催化原理13-15
• 1.1.2 常见的半导体光催化材料15
• 1.1.3 光催化反应活性的影响因素15-18
• 1.2 钨酸铋光催化概述18-25
• 1.2.1 钨酸铋的结构特征18-19
• 1.2.2 钨酸铋的合成19-21
• 1.2.3 钨酸铋的光催化性质21-22
• 1.2.4 钨酸铋的修饰与改性22-25
• 1.3 论文选题依据及思路25-27
• 参考文献27-42
• 第二章 光催化剂的结构表征与活性评价42-51
• 2.1 光催化剂的活性表征42-45
• 2.1.1 X射线衍射(XRD)42
• 2.1.2 拉曼(Raman)光谱42-43
• 2.1.3 扫描电子显微镜(SEM)43
• 2.1.4 紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)43
• 2.1.5 荧光光谱(PL)43-44
• 2.1.6 比表面积及孔径分布(BET)44
• 2.1.7 X射线光电子能谱(XPS)44
• 2.1.8 平带电位的测定44-45
• 2.2 光催化反应45-49
• 2.2.1 光催化反应装置45-47
• 2.2.2 光催化反应过程中活性物种的检测47-48
• 2.2.3 化学需氧量(COD)的测定48-49
• 参考文献49-51
• 第三章 煅烧温度对花朵状钨酸铋光催化活性的影响51-64
• 3.1 前言51-52
• 3.2 实验部分52-53
• 3.2.1 主要试剂52
• 3.2.2 催化剂的合成52
• 3.2.3 催化剂表征方法52-53
• 3.2.4 光催化反应及有机物分析53
• 3.3 结果与讨论53-61
• 3.3.1 样品表征53-57
• 3.3.2 光催化活性的考查57-60
• 3.3.3 可能的反应机理60-61
• 3.4 结论61
• 参考文献61-64
• 第四章 钨酸铋光催化降解苯酚的机理研究64-79
• 4.1 前言64-65
• 4.2 实验部分65-68
• 4.2.1 主要试剂65
• 4.2.2 催化剂的合成65-66
• 4.2.3 样品表征66
• 4.2.4 光催化实验与分析66-67
• 4.2.5 化学需氧量(COD)的测定67
• 4.2.6 电化学实验67-68
• 4.3 结果与讨论68-75
• 4.4 结论75
• 参考文献75-79
• 第五章 研究结论与展望79-81
• 5.1 研究结论79
• 5.2 展望79-81
• 个人简历81-82
• 攻读硕士学位期间完成的学术论文82-83
• 致谢83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 余双菊;;羟基自由基的特性及检测方法比较[J];广东化工;2010年09期

2 范少华,崔玉民;光催化技术在污水处理方面的应用[J];化工进展;2002年05期

3 许宜铭,吕惠卿;光化学法降解水中氯代苯酚的研究进展[J];上海环境科学;2000年07期

4 郑克伟;姜旭东;;光催化反应影响因素分析[J];水利科技与经济;2010年12期

  本文关键词：钨酸铋光催化的影响因素及其反应机理，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：292394