Bi 2 WO 6 /TiO 2 的制备及其光催化性能的研究

发布时间：2023-02-18 09:40

　　环境污染是人类可持续发展中的亟需解决的问题之一,而新型绿色技术一光催化氧化技术有望成为解决该问题的有效途径。铋系结构的催化剂(以Bi₂WO₆为代表)作为窄带系光催化材料,在可见光下即可被驱动激发,因而受到了研究者的广泛关注。TiO₂作为最传统的宽禁带半导体,在紫外光区域具有强的催化活性。本文向Bi₂WO₆复合TiO₂,旨在制备出一种可见光驱动的高活性光催化剂。并通过XRD、SEM、BET、Uv-vis和PL等现代表征技术对系列催化剂的晶型、形貌特征、表面性质、吸光性能和激发光谱性能进行分析和探索。以模拟废水罗丹明B溶液的降解率为评价指标,考察各组样品的光催化活性。本课题涉及的主要研究内容如下(1)以简单一步水热法制备了异质结催化剂Bi₂WO₆/TiO₂粉体。通过大量实验和表征,考察了TiO₂复合量、前驱液pH、水热反应时间和表面活性剂对样品性能的影响,筛选出了最优的催化...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 印染废水的概况
        1.1.1 特点
        1.1.2 危害
        1.1.3 处理方法和现状
    1.2 光催化技术
        1.2.1 发展简史
        1.2.2 光催化作用原理
    1.3 光催化氧化技术中的催化剂
        1.3.1 研究现状
        1.3.2 技术难点
    1.4 半导体光催化剂活性的影响因素
        1.4.1 晶相结构
        1.4.2 粒径
        1.4.3 比表面积
        1.4.4 外部条件
    1.5 提高光催化活性的途径
        1.5.1 贵金属沉积
        1.5.2 金属离子改性
        1.5.3 有机染料光敏化
        1.5.4 超强酸化
        1.5.5 载体效应
    1.6 复合型光催化剂
    1.7 本论文的研究意义、思路和内容
        1.7.1 研究意义
        1.7.2 研究思路
        1.7.3 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 试剂和仪器
        2.1.1 试剂
        2.1.2 仪器
    2.2 催化剂合成途径
    2.3 催化剂表征方法
        2.3.1 X射线衍射
        2.3.2 SEM电镜扫描
        2.3.3 紫外-可见漫反射光谱
        2.3.4 N₂吸附-脱附
        2.3.5 光致发光光谱
    2.4 催化剂活性评价
        2.4.1 绘制标准曲线
        2.4.2 光催化反应
第三章 Bi₂WO₆/TiO₂异质结催化剂的制备及性能的研究
    3.1 引言
    3.2 催化剂的制备过程
        3.2.1 Bi₂WO₆的制备
        3.2.2 复合型Bi₂WO₆/TiO₂催化剂的制备
    3.3 不同TiO₂复合量对Bi₂WO₆/TiO₂性能影响的研究
        3.3.1 催化剂活性的考查
        3.3.2 XRD表征
        3.3.3 SEM表征
        3.3.4 BET表征
        3.3.5 Uv-vis表征
        3.3.6 PL表征
    3.4 不同前驱液pH对Bi₂WO₆/TiO₂性能影响的研究
        3.4.1 催化剂活性的考查
        3.4.2 Uv-vis表征
        3.4.3 PL表征
    3.5 不同水热时间对Bi₂WO₆/TiO₂性能影响的研究
        3.5.1 催化剂活性的考查
        3.5.2 Uv-vis表征
        3.5.3 PL表征
    3.6 不同表面活性助剂对Bi₂WO₆/TiO₂性能影响的研究
        3.6.1 催化剂活性的考查
        3.6.2 SEM
        3.6.3 Uv-vis表征
        3.6.4 PL表征
    3.7 催化剂稳定性的考察
    3.8 本章小结
第四章 Fe³⁺-Bi₂WO₆/25%TiO₂异质结催化剂的制备及性能的研究
    4.1 引言
    4.2 催化剂的制备过程
    4.3 不同Fe³⁺负载量对Fe³⁺-Bi₂WO₆/25%TiO₂性能影响的研究
        4.3.1 催化剂活性的考查
        4.3.2 XRD表征
        4.3.3 Uv-vis表征
        4.3.4 PL表征
    4.4 不同焙烧温度对Fe³⁺-Bi₂WO₆/25%TiO₂性能影响的研究
        4.4.1 催化剂活性的考查
        4.4.2 BET表征
        4.4.3 Uv-vis表征
        4.4.4 PL表征
    4.5 不同前驱液pH对Fe³⁺-Bi₂WO₆/25%TiO₂催性能影响的研究
        4.5.1 催化剂活性的考查
        4.5.2 Uv-vis表征
        4.5.3 PL表征
    4.6 催化剂稳定性的考察
    4.7 本章小结
第五章 光催化降解反应工艺条件的优化
    5.1 催化剂投加浓度的优化
    5.2 废水初始浓度的优化
    5.3 废水初始pH的优化
    5.4 本章小结
第六章 反应动力学和机理的研究
    6.1 阐述催化机理
    6.2 建立反应动力学模型
    6.3 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢



本文编号：3744720