基于铋系化合物制备复合光催化剂及其催化性能研究
发布时间：2021-05-11 17:19
半导体光催化技术在解决和处理能源短缺、环境污染问题等许多方面受到越来越多的关注,开发新型高效的可见光催化剂是环境光催化领域的研究热点。本文基于Bi2MoO6和BiOI两种典型的铋系化合物制备了五种复合可见光催化材料;运用XRD、XPS、TEM、SEM、UV-Vis DRS等手段对催化剂的组成、结构和光吸收性质等进行了表征;采用液相光催化反应评价了材料对RhB、MB和BPA的催化降解性能;结合半导体能带理论、材料的光电性质和活性评价实验结果,揭示了载流子转移途径和光催化降解有机物的机理。本论文主要研究内容如下:（1）采用固相聚合-溶剂热法制备了g-C3N4/Bi2MoO6复合材料。二维g-C3N4纳米片均匀分散在Bi2MoO6微球表面,在接触界面形成异质结构,水热反应时间影响复合材料的最终形貌;复合材料在可见光照射下能完全降解RhB和MB,降解活性显著高于单一半导体材料,...
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 半导体光催化基本原理
1.3 半导体光催化技术的应用
1.3.1 有害污染物降解
1.3.2 光解水制氢
1.3.3 光催化CO_2还原
1.4 半导体异质结构材料
1.4.1 S-S异质结构
1.4.2 S-M异质结构
1.4.3 S-C异质结构
1.4.4 多组分异质结构
1.5 半导体异质结构分级复合材料
1.5.1 零维半导体异质结构材料
1.5.2 一维半导体异质结构材料
1.5.3 二维半导体异质结构材料
1.5.4 三维半导体异质结构材料
1.6 半导体异质结构材料常用的制备方法
1.6.1 化学气相沉积法
1.6.2 化学/电化学沉积法
1.6.3 离子交换法
1.6.4 连续离子层吸附反应法（SILAR）
1.6.5 溶剂热/水热反应法
1.7 铋系化合物光催化材料
1.7.1 铋系化合物类型
1.7.2 铋系化合物结构和形貌调控
1.8 选题意义及研究内容
1.8.1 选题意义
1.8.2 研究内容
第2章 实验部分
2.1 主要实验药品及仪器
2.1.1 主要实验药品
2.1.2 主要实验仪器
2.2 实验内容
2.2.1 催化剂的组成结构表征
2.2.2 催化剂光吸收性能测试
2.2.3 催化剂光电性能测试
2.2.4 催化性能测试及评价
第3章 g-C_3N_4/Bi_2MoO_6微球的制备及可见光催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 催化剂的制备
3.2.2 催化剂表征及性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 物相分析
3.3.2 SEM和TEM分析
3.3.3 FTIR分析
3.3.4 X-射线光电子能谱
3.3.5 比表面积和孔结构分析
3.3.6 g-C_3N_4/Bi_2MoO_6微球形成机理
3.3.7 紫外可见漫反射光谱
3.3.8 催化剂光催化性能评价
3.3.9 催化剂的稳定性
3.3.10 光催化反应机理
3.4 本章小结
第4章 Ag/Ag Cl/Bi_2MoO_6复合材料的制备及光催化性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 催化剂的制备
4.2.2 催化剂的表征及催化活性测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 物相分析
4.3.2 SEM与TEM分析
4.3.3 光吸收性能和比表面积分析
4.3.4 催化剂活性评价
4.3.5 催化剂的稳定性
4.3.6 催化机理探讨
4.4 本章小结
第5章 BiOI/Bi_2MoO_6异质结的制备及可见光催化性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 催化剂的制备
5.2.2 催化剂的表征及性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 物相分析
5.3.2 SEM和TEM分析
5.3.3 紫外可见漫反射光谱
5.3.4 X-射线光电子能谱
5.3.5 催化活性评价
5.3.6 催化剂的稳定性
5.3.7 光催化反应机理
5.4 本章小结
第6章 BiOI/Zn_2SnO_4异质结的制备及光催化性能研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 催化剂的制备
6.2.2 催化剂的表征及性能测试
6.3 结果与讨论
6.3.1 物相分析
6.3.2 SEM与TEM分析
6.3.3 光吸收性能分析
6.3.4 催化活性评价
6.3.5 催化剂的稳定性
6.3.6 催化机理探讨
6.4 本章小结
第7章 BiOI/Zn_2GeO_4异质结的制备及可见光催化性能研究
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 催化剂的制备
7.2.2 催化剂光催化性能评价
7.3 结果与讨论
7.3.1 物相分析
7.3.2 SEM与TEM分析
7.3.3 X-射线光电子能谱分析
7.3.4 光吸收性能分析
7.3.5 催化活性评价
7.3.6 催化剂的稳定性
7.3.7 TOC分析
7.3.8 催化机理探讨
7.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表论文清单
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]可见光铋系光催化剂的研究进展[J]. 赫荣安,曹少文,周鹏,余家国. 催化学报. 2014(07)
[2]BiOCl催化剂的制备及光催化性能（英文）[J]. 史竹青,王艳,樊彩梅,王韵芳,丁光月. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(10)
本文编号：3181800
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 半导体光催化基本原理
1.3 半导体光催化技术的应用
1.3.1 有害污染物降解
1.3.2 光解水制氢
1.3.3 光催化CO_2还原
1.4 半导体异质结构材料
1.4.1 S-S异质结构
1.4.2 S-M异质结构
1.4.3 S-C异质结构
1.4.4 多组分异质结构
1.5 半导体异质结构分级复合材料
1.5.1 零维半导体异质结构材料
1.5.2 一维半导体异质结构材料
1.5.3 二维半导体异质结构材料
1.5.4 三维半导体异质结构材料
1.6 半导体异质结构材料常用的制备方法
1.6.1 化学气相沉积法
1.6.2 化学/电化学沉积法
1.6.3 离子交换法
1.6.4 连续离子层吸附反应法（SILAR）
1.6.5 溶剂热/水热反应法
1.7 铋系化合物光催化材料
1.7.1 铋系化合物类型
1.7.2 铋系化合物结构和形貌调控
1.8 选题意义及研究内容
1.8.1 选题意义
1.8.2 研究内容
第2章 实验部分
2.1 主要实验药品及仪器
2.1.1 主要实验药品
2.1.2 主要实验仪器
2.2 实验内容
2.2.1 催化剂的组成结构表征
2.2.2 催化剂光吸收性能测试
2.2.3 催化剂光电性能测试
2.2.4 催化性能测试及评价
第3章 g-C_3N_4/Bi_2MoO_6微球的制备及可见光催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 催化剂的制备
3.2.2 催化剂表征及性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 物相分析
3.3.2 SEM和TEM分析
3.3.3 FTIR分析
3.3.4 X-射线光电子能谱
3.3.5 比表面积和孔结构分析
3.3.6 g-C_3N_4/Bi_2MoO_6微球形成机理
3.3.7 紫外可见漫反射光谱
3.3.8 催化剂光催化性能评价
3.3.9 催化剂的稳定性
3.3.10 光催化反应机理
3.4 本章小结
第4章 Ag/Ag Cl/Bi_2MoO_6复合材料的制备及光催化性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 催化剂的制备
4.2.2 催化剂的表征及催化活性测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 物相分析
4.3.2 SEM与TEM分析
4.3.3 光吸收性能和比表面积分析
4.3.4 催化剂活性评价
4.3.5 催化剂的稳定性
4.3.6 催化机理探讨
4.4 本章小结
第5章 BiOI/Bi_2MoO_6异质结的制备及可见光催化性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 催化剂的制备
5.2.2 催化剂的表征及性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 物相分析
5.3.2 SEM和TEM分析
5.3.3 紫外可见漫反射光谱
5.3.4 X-射线光电子能谱
5.3.5 催化活性评价
5.3.6 催化剂的稳定性
5.3.7 光催化反应机理
5.4 本章小结
第6章 BiOI/Zn_2SnO_4异质结的制备及光催化性能研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 催化剂的制备
6.2.2 催化剂的表征及性能测试
6.3 结果与讨论
6.3.1 物相分析
6.3.2 SEM与TEM分析
6.3.3 光吸收性能分析
6.3.4 催化活性评价
6.3.5 催化剂的稳定性
6.3.6 催化机理探讨
6.4 本章小结
第7章 BiOI/Zn_2GeO_4异质结的制备及可见光催化性能研究
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 催化剂的制备
7.2.2 催化剂光催化性能评价
7.3 结果与讨论
7.3.1 物相分析
7.3.2 SEM与TEM分析
7.3.3 X-射线光电子能谱分析
7.3.4 光吸收性能分析
7.3.5 催化活性评价
7.3.6 催化剂的稳定性
7.3.7 TOC分析
7.3.8 催化机理探讨
7.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表论文清单
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]可见光铋系光催化剂的研究进展[J]. 赫荣安,曹少文,周鹏,余家国. 催化学报. 2014(07)
[2]BiOCl催化剂的制备及光催化性能（英文）[J]. 史竹青,王艳,樊彩梅,王韵芳,丁光月. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(10)
本文编号：3181800
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