钒酸铋基发光—光催化双功能一维纳米结构的构筑与性质

发布时间：2017-06-10 01:00

  本文关键词：钒酸铋基发光—光催化双功能一维纳米结构的构筑与性质，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水污染问题已成为现代社会和工业关注的焦点,利用光催化技术降解水中有毒物质和有机污染物作为一种绿色有效的措施,得到了广泛关注。铋系纳米材料是重要的光催化材料,如钒酸铋纳米材料在紫外光和可见光照射下具有光催化性,因此对其进行深入研究具有重要意义。目前,人们已采用不同方法成功制备出多种形貌的钒酸铋纳米材料,然而钒酸铋基的一维纳米结构材料的研究依旧缺乏。静电纺丝法是制备钒酸铋基一维纳米结构材料的有效方法之一,具有操作简单和产率高的特点,因此采用静电纺丝技术制备钒酸铋基一维纳米结构材料是一个重要而有创新性的研究课题。本论文中采用静电纺丝技术成功制备出钒酸铋掺稀土离子(BiVO_4:Er~(~(3+)),BiVO_4:Yb~(~(3+)),Er~(~(3+)))的纳米纤维、纳米带,使用XRD,SEM,EDS,上转换发射光谱,紫外-可见漫反射光谱对样品进行表征,同时对所制备样品进行光催化性能测试。结果显示,所制备的BiVO_4:Er~(~(3+)),BiVO_4:Yb~(~(3+)),Er~(~(3+))的纳米纤维、纳米带均为单斜相,单根纤维的直径约为200 nm,纳米带的宽度约为2μm。掺杂稀土离子的钒酸铋是良好的上转换发光材料。采用降解罗丹明B(RhB)为目标物,发现BiVO_4:RE~(~(3+))纳米材料的光催化效果明显优于BiVO_4一维纳米材料。在模拟太阳光照射70 min后,BiVO_4:Yb~(~(3+)),Er~(~(3+))对RhB溶液的降解率可达99.9%,而在相同条件下,Bi VO_4纳米材料对RhB溶液的降解率仅为67.5%。提出了可能的光催化的机理,得出了一些有意义的结果,为进一步研究铋系纳米材料的应用奠定了基础。
【关键词】：静电纺丝 钒酸铋 光催化 纳米纤维 纳米带
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ135.32;O643.36
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 铋系光催化剂研究8-11
• 1.1.1 概述8-9
• 1.1.2 Bi_2O_3光催化剂9-10
• 1.1.3 Bi_2WO_6纳米材料10-11
• 1.1.4 钛酸铋系纳米材料11
• 1.2 制备方法11-15
• 1.3 本论文研究目的和意义15-17
• 第二章 化学试剂、实验设备及表征方法17-19
• 2.1 主要化学试剂17
• 2.2 实验设备与仪器17
• 2.3 表征方法17-19
• 2.3.1 X射线衍射分析17
• 2.3.2 场发射扫描电子显微分析17-18
• 2.3.3 能谱分析18
• 2.3.4 紫外-可见光谱分析18-19
• 第三章 BiVO_4:Er~(3+)纳米纤维的制备，，表征和性能研究19-29
• 3.1 概述19
• 3.2 实验部分19-20
• BiVO_4:Er~(3+)纳米纤维的制备19-20
• 3.3 结果与讨论20-28
• 3.3.1 结构分析20
• 3.3.2 形貌及元素组成分析20-22
• 3.3.3 紫外可见吸收光谱分析22-23
• 3.3.4 上转换光谱(PL)分析23-25
• 3.3.5 光催化性能测试25-28
• 3.3.5.1 模拟太阳光下降解罗丹明B溶液25-27
• 3.3.5.2 BiVO_4: Er~(3+)纳米纤维光催化降解罗丹明B机理27-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 BiVO_4:Er~(3+)纳米带的制备、表征和性能研究29-39
• 4.1 概述29
• 4.2 实验部分29-30
• BiVO_4:Er~(3+)纳米带的制备29-30
• 4.3 结果与讨论30-37
• 4.3.1 结构分析30
• 4.3.2 形貌及元素组成分析30-32
• 4.3.3 紫外可见吸收光谱分析32-33
• 4.3.4 上转换光谱(PL)分析33-35
• 4.3.5 光催化性能测试35-37
• 4.3.5.1 模拟太阳光下降解罗丹明B溶液35-37
• 4.3.5.2 BiVO_4: Er~(3+)纳米带光催化降解罗丹明B机理37
• 4.4 本章小结37-39
• 第五章 BiVO_4:x%Yb~(3+),3%Er~(3+)纳米纤维的制备、表征和性能研究39-49
• 5.1 概述39
• 5.2 实验部分39-40
• 纺丝前驱体的制备39-40
• 5.3 结果与讨论40-48
• 5.3.1 结构分析40
• 5.3.2 形貌及元素组成分析40-42
• 5.3.3 紫外可见吸收光谱分析42-43
• 5.3.4 上转换光谱(PL)分析43-45
• 5.3.5 光催化性能测试45-48
• 5.3.5.1 模拟太阳光下降解罗丹明B溶液45-47
• 5.3.5.2 BiVO_4: Yb~(3+),Er~(3+)纳米纤维光催化降解罗丹明B机理47-48
• 5.4 本章小结48-49
• 第六章 BiVO_4:10%Yb~(3+),x%Er~(3+)纳米纤维的制备、表征和性能研究49-59
• 6.1 概述49
• 6.2 实验部分49-50
• 纺丝前驱体的制备49-50
• 6.3 结果与讨论50-58
• 6.3.1 结构分析50
• 6.3.2 形貌及元素组成分析50-52
• 6.3.3 紫外可见吸收光谱分析52-53
• 6.3.4 上转换光谱(PL)分析53-55
• 6.3.5 光催化性能测试55-58
• 6.3.5.1 模拟太阳光下降解罗丹明B溶液55-57
• 6.3.5.2 BiVO_4: Yb~(3+), Er~(3+)纳米纤维光催化降解罗丹明B机理57-58
• 6.4 本章小结58-59
• 结论59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 附录66

  本文关键词：钒酸铋基发光—光催化双功能一维纳米结构的构筑与性质，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：437007