铋基材料的制备及其光催化性能的研究
发布时间：2021-04-14 05:21
随着世界人口的增长和工业的发展,水污染问题日益严重,已成为全球最具挑战性的问题之一。半导体光催化降解作为一种可持续的绿色技术而备受关注。铋基光催化剂是一种新型光催化剂,由于其具有适合的禁带宽度,良好的稳定性以及高效的催化活性,被越来越多的研究者关注。对于光催化剂在污染物降解方面的应用,优异的光催化剂应该同时拥有较宽的吸收光谱,高效的电荷分离能力,超强的氧化还原能力以及优异的吸附污染物能力。但对于单一组分的光催化剂,无法同时满足以上这些要求。因此本论文构造两种以铋基半导体催化剂为基础的异质结型复合光催化剂来优化铋基光催化剂的催化活性,主要工作如下:1.通过简单的原位结晶法合成了Ti O2（B）-Bi OBr异质结复合光催化剂材料。在该催化剂中,Ti O2（B）充当模板剂的作用,使尺寸减小的Bi OBr纳米片原位生长在其表面,复合材料保留了Ti O2（B）的特征,拥有较大的比表面积和适合的孔径分布;Ti O2（B）和Bi OBr二者之间存在紧密的界面接触,有效促进光生载流子在不同材料间的转移。该催化剂具...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半导体光催化机理图
广东工业大学硕士学位论文20度计测试其吸光度。为了深入分析该催化剂的存在的反应机理，我们通过活性物种的捕获实验来验证我们的猜想，活性物种捕获实验与上述光催化活性测试类似。不同之处在于污染物浓度以及取样时间不同（包括后续其他染料降解测试），还有特别不同之处是在反应溶液中加入了一定量的异丙醇、对苯醌和甲醇等作为活性物种捕获剂。2.3结果与讨论2.3.1XRD分析图2-1TiO2(B)、BiOBr及其复合物的XRD图Figure2-1XRDpatternsofTiO2(B),BiOBrandtheircomposites制备的TiO2(B)、BiOBr以及不同复合比例的TiO2(B)-BiOBr复合材料的粉末衍射图谱如图2-1所示。纯的BiOBr样品的所有特征峰与四方晶系的BiOBr标准卡片（PDF#09-0393)相对应，主要衍射峰在2θ=10.9o、21.9o、25.2o、31.7o、32.2o、39.4o、46.2o、50.7o、53.4o、57.1o、66.2o和67.4o依次对应BiOBr（001）、（002）、（101）、（102）、（110）、（112）、（200）、（104）、（211）、（212）、（204）和
第二章TiO2(B)-BiOBr异质结的合成及其光催化性能研究21（220）晶面。所得到不同复合比例的TiO2(B)-BiOBr异质结主要衍射峰与BiOBr基本吻合，并且我们可以发现这些复合材料的主峰的强度随着TiO2(B)的量的增加依次降低，主要原因可能是TiO2(B)的加入，充当了模板剂，使得BiOBr的尺寸变小，结晶性下降，固复合材料的整体结晶性也随之下降。正如我们所知，TiO2常见的相主要有板钛矿，锐钛矿和金红石相，而TiO2(B)作为一种亚稳定相，被研究的较少，我们所得到的TiO2(B)衍射峰与文献报道一致[59]。此处不难发现，在复合材料的粉末衍射峰的2θ=7.6o处存在一个微弱的小峰，该处恰好对应的是TiO2(B)的（010）晶面，并且我们可以明显看出在复合材料中该峰强随TiO2(B)的占比减少而减弱，且在比例为TiO2(B)：BiOBr=1:4（摩尔比）的复合材料中几乎看不到该峰的存在，这正是TiO2(B)引入所致，同时也证实了TiO2(B)的存在。2.3.2形貌分析图2-2（a）和（b）TiO2(B)SEM图；（c）和（d）BiOBrSEM;图BiOBr；（e）和（f）TiO2(B)-BiOBr（21TB）SEM图；(g)21TBHRTEM；(h)21TB能谱图Figure2-2.SEMimages:(a,b)TiO2(B),(c,d)BiOBr,and(e,f)`21TB.TEMimages:(g)HRTEMimagesof21TB,(h)STEMimagesof21TBwithelementalmappingimages
本文编号：3136743
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半导体光催化机理图
广东工业大学硕士学位论文20度计测试其吸光度。为了深入分析该催化剂的存在的反应机理，我们通过活性物种的捕获实验来验证我们的猜想，活性物种捕获实验与上述光催化活性测试类似。不同之处在于污染物浓度以及取样时间不同（包括后续其他染料降解测试），还有特别不同之处是在反应溶液中加入了一定量的异丙醇、对苯醌和甲醇等作为活性物种捕获剂。2.3结果与讨论2.3.1XRD分析图2-1TiO2(B)、BiOBr及其复合物的XRD图Figure2-1XRDpatternsofTiO2(B),BiOBrandtheircomposites制备的TiO2(B)、BiOBr以及不同复合比例的TiO2(B)-BiOBr复合材料的粉末衍射图谱如图2-1所示。纯的BiOBr样品的所有特征峰与四方晶系的BiOBr标准卡片（PDF#09-0393)相对应，主要衍射峰在2θ=10.9o、21.9o、25.2o、31.7o、32.2o、39.4o、46.2o、50.7o、53.4o、57.1o、66.2o和67.4o依次对应BiOBr（001）、（002）、（101）、（102）、（110）、（112）、（200）、（104）、（211）、（212）、（204）和
第二章TiO2(B)-BiOBr异质结的合成及其光催化性能研究21（220）晶面。所得到不同复合比例的TiO2(B)-BiOBr异质结主要衍射峰与BiOBr基本吻合，并且我们可以发现这些复合材料的主峰的强度随着TiO2(B)的量的增加依次降低，主要原因可能是TiO2(B)的加入，充当了模板剂，使得BiOBr的尺寸变小，结晶性下降，固复合材料的整体结晶性也随之下降。正如我们所知，TiO2常见的相主要有板钛矿，锐钛矿和金红石相，而TiO2(B)作为一种亚稳定相，被研究的较少，我们所得到的TiO2(B)衍射峰与文献报道一致[59]。此处不难发现，在复合材料的粉末衍射峰的2θ=7.6o处存在一个微弱的小峰，该处恰好对应的是TiO2(B)的（010）晶面，并且我们可以明显看出在复合材料中该峰强随TiO2(B)的占比减少而减弱，且在比例为TiO2(B)：BiOBr=1:4（摩尔比）的复合材料中几乎看不到该峰的存在，这正是TiO2(B)引入所致，同时也证实了TiO2(B)的存在。2.3.2形貌分析图2-2（a）和（b）TiO2(B)SEM图；（c）和（d）BiOBrSEM;图BiOBr；（e）和（f）TiO2(B)-BiOBr（21TB）SEM图；(g)21TBHRTEM；(h)21TB能谱图Figure2-2.SEMimages:(a,b)TiO2(B),(c,d)BiOBr,and(e,f)`21TB.TEMimages:(g)HRTEMimagesof21TB,(h)STEMimagesof21TBwithelementalmappingimages
本文编号：3136743
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