钼酸铋基光催化材料的制备、表征及其可见光光催化性能的研究
发布时间：2017-05-17 11:27
本文关键词：钼酸铋基光催化材料的制备、表征及其可见光光催化性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：环境污染和能源问题是关系到人类可持续发展的重大问题。光催化是解决这些问题最有希望的技术之一。它可以利用太阳能,将绝大多数水体和空气中的有害物质降解为水、二氧化碳等无机小分子,而且能分解水制氢,具有高效节能、清洁无毒、无二次污染和工艺简单等优点。TiO2是近几十年来研究最为广泛的光催化剂,但是其自身较大的禁带宽度和较低的量子产率使它的可见光催化活性很低,严重限制了TiO2半导体材料的光催化应用。因此,近年来,高效的可见光响应的光催化剂,已经引起研究者们极大的重视而被广泛研究。主要从两方面入手:第一是对半导体进行形貌调控;第二是调节光催化剂的组分,包括修饰传统光催化剂和开发新颖的可见光光催化剂。本论文为了提高钼酸铋的光催化降解性能,对其进行了改性,分别研究了分等级钼酸铋微球和碘化银/钼酸铋异质结型光催化剂的制备、表征及其可见光光催化性能。本论文研究内容概括如下:(1)通过水热过程,成功由碘氧铋(BiOI)分等级花状微球相转化为钼酸铋(Bi2MoO6)分等级花状微球,采用XRD、SEM、BET等多种分析手段对Bi2MoO6样品的组成结构和形貌进行了表征,并以罗丹明B(RhB)和苯酚为模拟污染物检测了材料的可见光光催化活性。系统地考察了配位剂柠檬酸钠的用量、水热反应时间和不同铋源对产物形貌的影响,并初步探讨了光催化性能提高的机理。(2)采用简单的沉积-沉淀法,在常温常压下将AgI纳米颗粒负载在钼酸铋分等级微球的表面,制备得到AgI/Bi2MoO6异质结型复合光催化剂,并对样品的结构、组成、形貌和光学性质进行了多项表征(XRD、SEM、TEM、BET和DRS)。研究了AgI在复合物中的比例对复合物可见光光催化性能的影响,并对比了AgI/Bi2MoO6异质结型复合光催化剂与机械混合法制备的样品的催化性能。最后详细讨论了异质结光催化剂的光催化机理。实验结果表明,通过对半导体光催化剂进行形貌调控和与其它半导体复合成异质结,可以改善材料的比表面积和对光的吸收,抑制光生电子和空穴的复合,从而使催化剂的可见光光催化活性得到明显提升。本论文所制备的光催化剂在污水净化领域具有潜在的应用价值,且研究工作对构建纳米材料分等级三维结构和异质结复合物体系提供了新的设计思路和借鉴。
【关键词】：Bi2MoO6 半导体 异质结 光催化
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O643.36
【目录】：
- 摘要5-7
- Abstract7-11
- 第一章 绪论11-29
- 1.1 前言11-16
- 1.1.1 半导体光催化反应的基本原理11-13
- 1.1.2 影响半导体光催化降解活性的主要因素13-16
- 1.1.3 半导体光催化降解的应用16
- 1.2 铋系半导体化合物16-18
- 1.3 钼酸铋光催化材料的制备及其改性的研究进展18-29
- 1.3.1 钼酸铋光催化材料的制备18-20
- 1.3.2 钼酸铋光催化剂材料改性的研究进展20-29
- 第二章 实验方法29-35
- 2.1 实验药品29-30
- 2.2 实验仪器30
- 2.3 材料表征方法30-32
- 2.3.1 X-射线衍射分析（XRD）30
- 2.3.2 扫描电子显微镜分析（SEM）30-31
- 2.3.3 透射电子显微镜分析（TEM）31
- 2.3.4 比表面积分析（BET）31
- 2.3.5 紫外-可见吸收光谱分析（UV-Vis）31
- 2.3.6 紫外-可见漫反射分析（DRS）31
- 2.3.7 荧光光谱分析（PL）31
- 2.3.8 总有机碳分析（TOC）31-32
- 2.4 光催化性能测试体系及评价方法32-35
- 2.4.1 光化学反应系统32-33
- 2.4.2 体系实验参数及研究方法33
- 2.4.3 光催化性能评价方法33-35
- 第三章 钼酸铋分等级微球的水热合成及其可见光光催化性能的研究35-47
- 3.1 前言35-36
- 3.2 实验部分36-37
- 3.2.1 BiOI分等级微球的制备36
- 3.2.2 Bi_2MoO_6光催化剂的制备36-37
- 3.3 结果与讨论37-46
- 3.3.1 晶体结构和形貌37-41
- 3.3.2 可见光光催化性能41-45
- 3.3.3 活性物种的确定45-46
- 3.4 本章小结46-47
- 第四章 AgI/Bi_2MoO_6异质结型光催化剂的制备及其可见光光催化性能的研究47-59
- 4.1 前言47-48
- 4.2 实验部分48
- 4.2.1 花状Bi_2MoO_6微球的制备48
- 4.2.2 AgI/Bi_2MoO_6复合物的制备48
- 4.3 结果和讨论48-58
- 4.3.1 晶体结构和形貌48-51
- 4.3.2 可见光光催化性能51-54
- 4.3.3 可重复利用性和稳定性54-55
- 4.3.4 可能的光催化机理55-58
- 4.4 本章小结58-59
- 总结59-61
- 本论文的主要工作59-60
- 本论文的主要创新点60
- 展望60-61
- 参考文献61-73
- 攻读硕士学位期间取得的研究成果73-74
- 致谢74-75
- 附件75
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杨自嵘;彭杰庭;韩玉琦;王芳;刘倩;张扬;敏世雄;;表面Cu_2O纳米颗粒修饰高效促进γ-Bi_2MoO_6的可见光催化活性[J];物理化学学报;2013年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 徐杨森;基于钼酸铋、银盐异质结光催化剂的制备、表征及可见光光催化性能的研究[D];华南理工大学;2013年
2 陈浪;高效含铋复合光催化剂的设计、合成与应用研究[D];湖南大学;2013年
本文关键词：钼酸铋基光催化材料的制备、表征及其可见光光催化性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。
，本文编号：373321
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