卤氧化铋及其复合物光催化剂的低温合成与性能研究

发布时间：2019-10-12 02:25

【摘要】：伴随着人们对半导体光催化材料的不断认识与研究,发现它对解决环境污染以及能源危机有着巨大的帮助。但是,现有的光催化剂的光生电子和空穴复合率较高以及光响应波长范围较窄等问题制约着该技术的快速发展。另一方面,由于目前多数文献报道的光催化剂的制备都采用高温水热法,发展低温下制备光催化剂的技术有利于更好地控制产物的微结构、节能及工业生产。本文以Bi(NO_3)_3为Bi源,在低温下制备了一系列形貌可控的卤氧化铋及其复合物光催化材料,探讨了其在可见光激发下对不同染料的光催化降解活性。详细内容如下:(1)以Bi(NO_3)_3和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,在尿素溶液中,室温下制备得到了形貌规整的半球形Bi_(12)O_(17)Br_2 ,详细研究了反应原料及溶剂对产物形貌的影响,结果发现,改用乙二醇(EG)和乙酸(HOAc)作为溶剂时,产物分别为花状和片状结构的Bi_(12)O_(17)Br_2 。另外,如果用KBr、CTAC代替CTAB作为溴源和氯源,则产物为颗粒状BiOBr和片状BiOCl。研究了在可见光激发下对RhB、CV和MO等不同染料的光催化活性及吸附性能,结果表明,半球形Bi_(12)O_(17)Br_2 由于独特的孔结构和大的比表面积对RhB和CV具有较好的光催化活性及吸附性能。(2)以KBr为溴源,使用硫脲的水溶液作为溶剂来溶解Bi(NO_3)_3,在低温下制备得到花状Bi_2S_3/BiOBr(BS-BB)的复合物;另外,以KCl和Na2CO_3代替KBr,分别制备得到了 Bi_2S_3/BiOCl(BS-BC)和Bi_2S_3/(BiO)_2CO_3(BS-BOC)复合物。在这个过程中,硫脲溶液不仅可以作为溶剂而且提供硫源。复合物中Bi_2S_3的含量可以通过改变体系的反应温度、反应时间、硫脲量以及Br/Bi的摩尔比来控制。最后,研究了这些复合物及其单一化合物在可见光激发下的光催化活性,结果表明,花状BS-BB由于其独特的微结构对RhB和CV具有较好的光催化活性。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ426

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本文编号：2547832