BiOCOOH光催化剂的制备、改性及其性能研究

发布时间：2017-07-07 01:00

  本文关键词：BiOCOOH光催化剂的制备、改性及其性能研究

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【摘要】：本论文通过溶剂热法制备甲酸氧铋半导体光催化剂,并分别与碘氧化铋、磷酸银以及溴化银进行复合改性以提高其光催化性能。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、比表面积及孔径分析仪(BET)等手段对所制备的材料进行表征。利用所制备的复合材料在可见光下对不同有机染料罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)、甲基橙(MO)进行光催化降解,改变实验条件,研究其光催化性能及机理。主要研究内容可分为三个部分:1.以Bi(NO_3)3·5H_2O和DMF为原料合成BiOCOOH光催化剂。控制不同的I/COOH比例,采用二次溶剂热法制备BiOI/BiOCOOH复合光催化剂并对其进行表征。在不同条件下降解罗丹明B和甲基橙,发现BiOI/BiOCOOH复合光催化剂的催化活性优于纯BiOCOOH,并得到最佳比例的BiOI/BiOCOOH复合材料。通过自由基捕获方法研究降解过程中的主要活性物种,初步提出可能的降解机理,发现h+是最主要的活性物种。2.采用原位离子沉积法制备出不同摩尔比的Ag_3PO_4/BiOCOOH复合光催化剂,并对其物相、形貌、组成等进行表征。在可见光下降解RhB和MB,复合光催化剂表现出较好的催化性能,其中2:1 Ag_3PO_4/BiOCOOH是最佳比例的复合光催化剂。通过自由基捕获方法研究降解过程中的主要活性物种,初步提出可能的降解机理,发现在降解RhB和MB溶液的过程中,h+和?O-2都是主要的活性物种,h+起了最主要的作用。3.以制备的BiOCOOH为载体,采用二次溶剂热法,在其表面负载AgBr颗粒,通过调控Ag/COOH的比例,得到不同的AgBr/BiOCOOH复合材料并对其进行一系列的表征。通过可见光降解罗丹明B和亚甲基蓝对其光催化性能进行评估,发现20%AgBr/BiOCOOH复合材料在降解RhB时的效果最好。
【关键词】：甲酸氧铋 复合光催化剂 碘氧化铋 磷酸银 溴化银
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;O644.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 绪论13-20
• 1.1 前言13-14
• 1.2 光催化反应原理14
• 1.3 影响光催化反应的主要因素14-16
• 1.3.1 催化剂的粒径14-15
• 1.3.2 催化剂的比表面积15
• 1.3.3 反应物浓度15
• 1.3.4 溶液pH值15
• 1.3.5 催化剂用量15
• 1.3.6 光强15-16
• 1.4 半导体光催化效率提高的方法16-18
• 1.4.1 非金属掺杂16
• 1.4.2 贵金属沉积16-17
• 1.4.3 半导体复合17
• 1.4.4 石墨烯复合17-18
• 1.5 光催化剂的研究进展18-19
• 1.6 论文选题的目的意义及研究内容19-20
• 1.6.1 选题的目的和意义19
• 1.6.2 研究内容19-20
• 第2章 实验部分20-25
• 2.1 化学试剂和实验仪器20-21
• 2.1.1 化学试剂和规格20-21
• 2.1.2 实验仪器21
• 2.2 分析测试方法21-23
• 2.2.1 XRD分析21-22
• 2.2.2 SEM分析和TEM分析22
• 2.2.3 EDS分析22
• 2.2.4 比表面积分析（BET）22
• 2.2.5 X射线荧光光谱（XRF）分析22
• 2.2.6 XPS分析22
• 2.2.7 红外光谱（IR）22-23
• 2.2.8 UV-Vis吸收光谱以及漫反射光谱23
• 2.3 光催化降解实验23-25
• 第3章 BiOI/BiOCOOH光催化剂的制备、表征及性能研究25-36
• 3.1 前言25-26
• 3.2 实验部分26
• 3.2.1 样品的制备26
• 3.2.2 样品的表征26
• 3.2.3 样品的光催化测试26
• 3.3 结果与讨论26-34
• 3.3.1 样品的物相、形貌及化学性质分析26-29
• 3.3.2 BET分析29
• 3.3.3 光学性质及光催化性能分析29-33
• 3.3.4 光催化机理33-34
• 3.4 小结34-36
• 第4章 Ag_3PO_4/BiOCOOH光催化剂的制备、表征及性能研究36-49
• 4.1 前言36-37
• 4.2 实验部分37-38
• 4.2.1 样品的制备37
• 4.2.2 样品的表征37
• 4.2.3 样品的光催化活性测试37-38
• 4.3 结果与讨论38-48
• 4.3.1 样品的结构、形貌及化学性质的分析38-41
• 4.3.2 XPS分析41-42
• 4.3.3 样品的光学性质及光催化性能42-47
• 4.3.4 光催化机理47-48
• 4.4 小结48-49
• 第5章 AgBr/BiOCOOH光催化材料的合成与性能研究49-57
• 5.1 前言49-50
• 5.2 实验部分50-51
• 5.2.1 样品的制备50
• 5.2.2 样品的表征50
• 5.2.3 样品对有机染料的降解50-51
• 5.3 结果与讨论51-56
• 5.3.1 物相分析51
• 5.3.2 形貌分析51-52
• 5.3.3 XRF分析52-53
• 5.3.4 能谱分析53-54
• 5.3.5 光学性质和光催化性能54-56
• 5.4 小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-67
• 攻读硕士期间发表的文章67-68
• 致谢68-69
• 详细摘要69-73

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