溴氧化铋基复合光催化材料的制备及其性能表征

发布时间：2023-04-07 02:24

　　能源短缺和环境污染问题已经成为21世纪亟待解决的全球性问题,半导体光催化技术有望成为解决上述问题的最佳方案之一。传统半导体光催化如TiO₂等,能利用的能量仅占太阳能的少部分,故寻求可见光驱动,并减小单相半导体的载流子复合率问题很快成为研究的热点。BiOBr因其独特的层状结构可在分子内部以范德瓦耳斯力连接在[Bi₂O₂]层和Br原子层之间形成内建电场,促进半导体的光催化活性。并且在水热合成BiOBr过程中可调节pH值使得其发生脱溴反应生成Bi₃O₄Br,因Bi₃O₄Br分子结构中少了一部分Br原子,且Bi连接环境的变化,导致其具有更负的导带位置,进而减小了带隙,增加了光学吸收响应范围,因而二者均具有重大的研究意义。本文首次通过水热法成功合成了CQDs/Bi₃O₄Br复合物体系,通过XRD来表征所合成样品的物相结构,FTIR测试中在CQDs/Bi₃O₄...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和现状
    1.2 半导体光催化技术简介
        1.2.1 半导体光催化技术
        1.2.2 半导体光催化降污的原理
        1.2.3 半导体光催化剂改性的方法
    1.3 半导体复合
    1.4 本文涉及的几种催化剂
        1.4.1 溴氧化铋型催化剂简介
        1.4.2 混价(Ⅲ&Ⅴ)氧化铋简介
        1.4.3 碳量子点在半导体光催化剂中的应用
    1.5 本文研究内容与意义
第二章 实验研究方法
    2.1 实验化学试剂
    2.2 实验使用设备
    2.3 表征手段
        2.3.1 X射线衍射分析和傅里叶变换红外光谱分析
        2.3.2 扫描电子显微镜和透射电子显微镜
        2.3.3 比表面积测试
        2.3.4 紫外可见漫反射光谱
        2.3.5 光致发光光谱
        2.3.6 绝对量子产率和瞬态荧光谱
        2.3.7 光电流响应测试
    2.4 实验方法
        2.4.1 光催化剂评估实验
        2.4.2 自由基捕获实验
第三章 CQDs/Bi₃O₄Br复合物的制备及性能表征
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 样品的制备
        3.2.2 样品表征方法
        3.2.3 光催化测试
    3.3 本章结果和讨论
        3.3.1 物相结构和分子结构表征
        3.3.2 样品形貌
        3.3.3 比表面积测试
        3.3.4 样品光学性质结果与讨论
        3.3.5 光催化剂活性讨论
        3.3.6 CQDs/Bi₃O₄Br体系降解机理讨论
    3.4 本章小结
第四章 Bi₄O₇/BiOBr复合物的制备和光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料的制备
        4.2.2 表征方法
        4.2.3 实验方法
    4.3 本章结果与讨论
        4.3.1 物相和形貌表征
        4.3.2 光学特性表征
        4.3.3 光催化性能表征
        4.3.4 Bi₄O₇/Bi OBr体系机理探讨
        4.3.5 重复性实验
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文主要结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况



本文编号：3784898