基于改性钒酸铋光催化材料的合成及其降解染料废水性能的研究
发布时间：2021-11-15 23:54
本论文主要包括两个方面的研究,一是制备规整的Bi@Bi VO4纳米球比较其与Bi VO4的光催化性能差异,二是通过对Bi VO4进行简单的氟化处理,研究氟离子取代和吸附对其电荷转移行为和光催化性能的协同作用。（1）采用简单无害成本低的方法制备出规整的Bi VO4和Bi@Bi VO4纳米球。利用扫描电子显微镜（SEM）,X-射线衍射（XRD）,紫外可见漫反射光谱（UV-DRS）,选取电子衍射（SAED）,荧光光谱（PL）等分析手段对两种产物进行了形貌和结构上的表征。得到的结果表明在可见光下,Bi@Bi VO4对亚甲基蓝的降解效率高于Bi VO4。这归结于Bi@Bi VO4肖特基节的形成,大大抑制了半导体内部光生电子和空穴的复合效率。其中负载Bi的质量比例为10%（Bi/Bi VO4=10%）的样品活性最好。（2）采用直接的氟化方法来提高Bi VO4的光催化性能。与未经处理...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
X-射线光电子能谱（a）总能谱（b）Bi4f轨道能谱（c,d）V2p轨道能谱；（e）O1s轨道能谱（f）F1s轨道能谱
第三章F-BiVO4的制备及其性质的探讨33解了77%，而BiVO4只降解了24%。这说明，氟处理后BiVO4的可见光活性均高于未处理过的BiVO4，其中0.15F-BiVO4的活性最高。光催化反应符合准一级动力学。ln(C/C0)=kat(18)图3-6（a-d）可见光活性和第一动力学曲线,(a，b)降解亚甲基蓝（c,d）降解罗丹明B;(c,d)掩蔽实验可见光照射下(λ420nm):异丙醇(IPA)作为OH掩蔽剂;以草酸铵为空穴掩蔽剂;苯醌(BQ)作为O2-掩蔽剂C为降解过程中溶液的浓度，C0为未加催化剂时染料的浓度。从图3-6b可看出0.15F-BiVO4降解亚甲基蓝的反应速率（ka=0.0143min1）是BiVO4(ka=0.0060
第三章F-BiVO4的制备及其性质的探讨35图3-7（a）莫特肖特基曲线（b）电子顺磁共振谱图电子顺磁谱(EPR)方法是用来检测顺磁粒子中的未配对电子，这是证明氧空位存在的有力方法。图2-7b显示了BiVO4和0.15F-BiVO4的电子顺磁谱，在g=2.003时，两个样品都可以检测到对称信号，这是由于氧空位造成的[110]。而电子顺磁谱中0.15-BiVO4样品的信号强度比BiVO4强，说明氟化后形成了更多的氧空位。这个结果与XPS的结果一致。在前文中我们分析过，氧空位很容易捕获电子，因此，可以有效地增强电荷的分离率，而且氧空位也有利于吸附氧分子与捕获的电子反应生成O2。因此，可以提高氟化BiVO4的光催化活性。图3-8F-BiVO4的反应机理图-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10.00.10.20.30.40.502468101214161/C2(1010F-2)Potential(Vvs.SCE)BiVO40.15F-BiVO4(a)346034803500352035403560BiVO40.15F-BiVO4Signalintensity(a.u)Mgneticfield(mT)g=2.003g=2.003(b)(c)VO2.77Vvs.SHE0.39Vvs.SHEhhheeO2O2-VOOHOH-dyeCO2CO2dyeH2OOHCO2dyeO2O2-
【参考文献】：
期刊论文
[1]Synthesis plasmonic Bi/Bi VO4 photocatalysts with enhanced photocatalytic activity for degradation of tetracycline（TC）[J]. Nianjun Kang,Dongbo Xu,Weidong Shi. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(12)
[2]Bi/BiVO4&Bi4V2O11复合催化剂的制备及其光催化性能[J]. 梁梦君,邓楠,向心怡,梅英,杨志远,杨赟,杨水金. 无机化学学报. 2019(02)
[3]铋掺杂二氧化钛纳米颗粒的制备及其可见光催化性能[J]. 李海燕,刘金凤,钱俊杰,李秋叶,杨建军. 催化学报. 2014(09)
[4]可见光铋系光催化剂的研究进展[J]. 赫荣安,曹少文,周鹏,余家国. 催化学报. 2014(07)
[5]TiO2光催化降解印染废水的工艺条件优化[J]. 罗洁,陈建山,周钢,黄石峰. 化学与生物工程. 2005(06)
[6]二氧化钛微米球形颗粒的制备与研究[J]. 沈毅,张智丹,沈上越,李珍. 硅酸盐通报. 2005(03)
本文编号：3497756
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
X-射线光电子能谱（a）总能谱（b）Bi4f轨道能谱（c,d）V2p轨道能谱；（e）O1s轨道能谱（f）F1s轨道能谱
第三章F-BiVO4的制备及其性质的探讨33解了77%，而BiVO4只降解了24%。这说明，氟处理后BiVO4的可见光活性均高于未处理过的BiVO4，其中0.15F-BiVO4的活性最高。光催化反应符合准一级动力学。ln(C/C0)=kat(18)图3-6（a-d）可见光活性和第一动力学曲线,(a，b)降解亚甲基蓝（c,d）降解罗丹明B;(c,d)掩蔽实验可见光照射下(λ420nm):异丙醇(IPA)作为OH掩蔽剂;以草酸铵为空穴掩蔽剂;苯醌(BQ)作为O2-掩蔽剂C为降解过程中溶液的浓度，C0为未加催化剂时染料的浓度。从图3-6b可看出0.15F-BiVO4降解亚甲基蓝的反应速率（ka=0.0143min1）是BiVO4(ka=0.0060
第三章F-BiVO4的制备及其性质的探讨35图3-7（a）莫特肖特基曲线（b）电子顺磁共振谱图电子顺磁谱(EPR)方法是用来检测顺磁粒子中的未配对电子，这是证明氧空位存在的有力方法。图2-7b显示了BiVO4和0.15F-BiVO4的电子顺磁谱，在g=2.003时，两个样品都可以检测到对称信号，这是由于氧空位造成的[110]。而电子顺磁谱中0.15-BiVO4样品的信号强度比BiVO4强，说明氟化后形成了更多的氧空位。这个结果与XPS的结果一致。在前文中我们分析过，氧空位很容易捕获电子，因此，可以有效地增强电荷的分离率，而且氧空位也有利于吸附氧分子与捕获的电子反应生成O2。因此，可以提高氟化BiVO4的光催化活性。图3-8F-BiVO4的反应机理图-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10.00.10.20.30.40.502468101214161/C2(1010F-2)Potential(Vvs.SCE)BiVO40.15F-BiVO4(a)346034803500352035403560BiVO40.15F-BiVO4Signalintensity(a.u)Mgneticfield(mT)g=2.003g=2.003(b)(c)VO2.77Vvs.SHE0.39Vvs.SHEhhheeO2O2-VOOHOH-dyeCO2CO2dyeH2OOHCO2dyeO2O2-
【参考文献】：
期刊论文
[1]Synthesis plasmonic Bi/Bi VO4 photocatalysts with enhanced photocatalytic activity for degradation of tetracycline（TC）[J]. Nianjun Kang,Dongbo Xu,Weidong Shi. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(12)
[2]Bi/BiVO4&Bi4V2O11复合催化剂的制备及其光催化性能[J]. 梁梦君,邓楠,向心怡,梅英,杨志远,杨赟,杨水金. 无机化学学报. 2019(02)
[3]铋掺杂二氧化钛纳米颗粒的制备及其可见光催化性能[J]. 李海燕,刘金凤,钱俊杰,李秋叶,杨建军. 催化学报. 2014(09)
[4]可见光铋系光催化剂的研究进展[J]. 赫荣安,曹少文,周鹏,余家国. 催化学报. 2014(07)
[5]TiO2光催化降解印染废水的工艺条件优化[J]. 罗洁,陈建山,周钢,黄石峰. 化学与生物工程. 2005(06)
[6]二氧化钛微米球形颗粒的制备与研究[J]. 沈毅,张智丹,沈上越,李珍. 硅酸盐通报. 2005(03)
本文编号：3497756
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