钨酸铋基可见光催化材料的制备及其降解有机污染物性能研究
发布时间：2021-04-12 00:03
半导体光催化技术是一种绿色环保且极具前景的能源转换技术。作为一种新型的窄带隙半导体材料,Bi2W06因其良好的可见光响应和光催化活性而有望应用于水中污染物的治理。然而,较高的载流子复合率和较低的载流子迁移效率严重制约着其实际应用。为此,本文成功改性并制备了几种具有优良可见光响应的鉍基光催化材料。通过结构解析以及光催化性能的分析,研究了形成固溶体,形貌优化,离子掺杂和构筑异质结对Bi2W06光催化剂活性的影响。主要研究内容及结论如下:（1）通过形成固溶体的方法增强Bi2W06的可见光光催化降解性能。采用溶剂热法制备了 BiOBr纳米微球。随后以BiOBr作为模板,采用离子交换法制备出Bi2MoxW1-xO6固溶体空心微球。结果表明x=0～0.8范围内Bi2MoxW1-xO6为连续固溶体,且其结构可归属为正交晶系的Bi2W06相。少量Mo元素引入Bi2W06的晶格并替代W位可以有效减小Bi2MoxW1-xO6固溶体的禁带宽度,增强固溶体的可见光响应。而过量Mo元素则会引入晶格畸变导致缺陷增多而使光催化活性降低。在可见光条件下,Bi2Mo0.4W0.6O6样品对罗丹明B,苯酚和盐酸四环素均表...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１半导体光催化的反应机理图：（１）声子激发产生光生载流子；（２）载流子复合产生热量；??（３）导带电子参与的光催化还原反应；（４）价带空穴参与的光催化氧化反应；（５）空穴生成的??活性基团与污染物的光催化反应；（６）导带电子被半导体表面悬挂键捕获；（７）价带空穴在??
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Ｈ－Ｒ＋?ＯＨ?—?ＨＲＯＨ．°＾？Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?（１．６）??另一种反应机理如图１．２ｂ所示，在可见光照射下，宽禁带半导体并不能直??接吸收光，而是由吸附在半导体上的染料充当光接收器的作用，将光能吸收到??降解系统中［３７］。随后，电子从被吸附染料的激发态注入到半导体的导带，最终??实现了电子的分离和迁移（式１．７？１．８）。这一过程成功将Ｔｉ０２等宽禁带半导体??的光响应范围从紫外光区扩展到可见光区域，实现对染料的降解。??Ｄｙｅ?＋?ｈｖ?（ｖｉｓｉｂｌｅ）?—＾?Ｄｙｅ＊?（１．７）??Ｄｙｅ＊?＋?Ｔｉ〇２?—?Ｄｙｅ＋＿?＋?Ｔｉ〇２?（ｅＣｂ＿）?（１．８）??１．２．２气相光催化降解原理??与液相光催化降解略有不同，气相的光催化降解反应体系较为简单，副反??应少，矿化也比较容易［３８，３９］。目前研究证实，在以Ｔｉ０２为光催化剂的体系中，??水蒸气的含量会直接影响光催化的反应效率［４（）］。这是由于当紫外光照射到半导??体表面时，吸附在半导体表面的水蒸气会与光生空穴反应，生成具有强氧化能??力的羟基自由基，进而氧化气体反应物。因此，水蒸气含量太少会减少羟基自??由基的生成
【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent advances based on the synergetic effect of adsorption for removal of dyes from waste water using photocatalytic process[J]. Subramanian Natarajan,Hari C.Bajaj,Rajesh J.Tayade. Journal of Environmental Sciences. 2018(03)
[2]环保部发布环境保护综合名录（2015年版）[J]. 石油石化绿色低碳. 2016(01)
[3]掺具有光催化效果添加剂的混凝土可提高空气污染物降解效率[J]. K.Amrhein,A.Helmig,W.Krohm,C.Scheidt,D.Stephan,崔玉忠. 建筑砌块与砌块建筑. 2015(03)
[4]染料废水处理技术研究进展[J]. 任南琪,周显娇,郭婉茜,杨珊珊. 化工学报. 2013(01)
[5]纳米TiO2引入方式对透水混凝土路面砖性能的影响[J]. 孔德玉,杨杨,吴炎平,陈连逯,余亚超. 混凝土与水泥制品. 2009(01)
[6]室内污染物甲醛的光催化去除实验[J]. 李文彩,鹿院卫,常梦媛,王伟,马重芳. 城市环境与城市生态. 2006(03)
[7]静态光催化去除甲醛及其分解产物的研究[J]. 刘红敏,叶晓江,连之伟,李智华. 环境化学. 2004(06)
[8]染料废水的脱色方法[J]. 张林生,蒋岚岚. 化工环保. 2000(01)
本文编号：3132209
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１半导体光催化的反应机理图：（１）声子激发产生光生载流子；（２）载流子复合产生热量；??（３）导带电子参与的光催化还原反应；（４）价带空穴参与的光催化氧化反应；（５）空穴生成的??活性基团与污染物的光催化反应；（６）导带电子被半导体表面悬挂键捕获；（７）价带空穴在??
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Ｈ－Ｒ＋?ＯＨ?—?ＨＲＯＨ．°＾？Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?（１．６）??另一种反应机理如图１．２ｂ所示，在可见光照射下，宽禁带半导体并不能直??接吸收光，而是由吸附在半导体上的染料充当光接收器的作用，将光能吸收到??降解系统中［３７］。随后，电子从被吸附染料的激发态注入到半导体的导带，最终??实现了电子的分离和迁移（式１．７？１．８）。这一过程成功将Ｔｉ０２等宽禁带半导体??的光响应范围从紫外光区扩展到可见光区域，实现对染料的降解。??Ｄｙｅ?＋?ｈｖ?（ｖｉｓｉｂｌｅ）?—＾?Ｄｙｅ＊?（１．７）??Ｄｙｅ＊?＋?Ｔｉ〇２?—?Ｄｙｅ＋＿?＋?Ｔｉ〇２?（ｅＣｂ＿）?（１．８）??１．２．２气相光催化降解原理??与液相光催化降解略有不同，气相的光催化降解反应体系较为简单，副反??应少，矿化也比较容易［３８，３９］。目前研究证实，在以Ｔｉ０２为光催化剂的体系中，??水蒸气的含量会直接影响光催化的反应效率［４（）］。这是由于当紫外光照射到半导??体表面时，吸附在半导体表面的水蒸气会与光生空穴反应，生成具有强氧化能??力的羟基自由基，进而氧化气体反应物。因此，水蒸气含量太少会减少羟基自??由基的生成
【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent advances based on the synergetic effect of adsorption for removal of dyes from waste water using photocatalytic process[J]. Subramanian Natarajan,Hari C.Bajaj,Rajesh J.Tayade. Journal of Environmental Sciences. 2018(03)
[2]环保部发布环境保护综合名录（2015年版）[J]. 石油石化绿色低碳. 2016(01)
[3]掺具有光催化效果添加剂的混凝土可提高空气污染物降解效率[J]. K.Amrhein,A.Helmig,W.Krohm,C.Scheidt,D.Stephan,崔玉忠. 建筑砌块与砌块建筑. 2015(03)
[4]染料废水处理技术研究进展[J]. 任南琪,周显娇,郭婉茜,杨珊珊. 化工学报. 2013(01)
[5]纳米TiO2引入方式对透水混凝土路面砖性能的影响[J]. 孔德玉,杨杨,吴炎平,陈连逯,余亚超. 混凝土与水泥制品. 2009(01)
[6]室内污染物甲醛的光催化去除实验[J]. 李文彩,鹿院卫,常梦媛,王伟,马重芳. 城市环境与城市生态. 2006(03)
[7]静态光催化去除甲醛及其分解产物的研究[J]. 刘红敏,叶晓江,连之伟,李智华. 环境化学. 2004(06)
[8]染料废水的脱色方法[J]. 张林生,蒋岚岚. 化工环保. 2000(01)
本文编号：3132209
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