溴氧化铋基复合材料的制备及其光催化性能研究

发布时间：2023-01-12 18:40

　　随着全球经济的高速发展,环境污染和能源枯竭引起的双重危机迫在眉睫,致使人们对改善环境、开发新能源提出新的诉求。纳米光催化技术因具有操作简单、常温氧化去除污染物、无二次污染等特点而成为潜在的热门研究领域,而该技术的核心是光催化剂。溴氧化铋（BiOBr）是一种可以替代宽带隙TiO2的层状结构的间接半导体材料,层层间形成的内建电场能够有助电子和空穴的分离,从而受到人们的格外关注。目前研究的重点在于如何进行形貌调控及暴露活性晶面,并通过掺杂或复合等方式进一步改善其光催化活性,以满足实际水环境治理要求。本论文以BiOBr为研究对象,在对BiOBr基光催化材料的全面综述基础上进行系列改性研究,探索BiOBr的二元和三元复合材料的形貌调控,并对所制备样品进行表征分析,确定最佳制备条件,以诺氟沙星（NOR）为目标降解物评价所合成材料的光催化性能,为铋系催化材料实际应用于抗生素的可见光催化降解提供理论支撑。主要研究内容和结论如下:1.采用水热法和溶剂热法分别制备了不同形貌的BiOBr,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外可见漫反射光谱（UV-vi... 

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 Bi系光催化材料
        1.2.1 氧化铋和硫化铋光催化材料
        1.2.2 铋的金属含氧酸盐光催化材料
        1.2.3 铋的非金属含氧酸盐光催化材料
    1.3 BiOBr的研究进展
        1.3.1 BiOBr的制备方法
        1.3.2 BiOBr光催化性能的改性研究
        1.3.3 BiOBr回收性能的改进
    1.4 研究目的和内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
    1.5 研究路线
    1.6 研究的创新点
2 材料和方法
    2.1 实验材料及试剂
    2.2 主要仪器及设备
    2.3 样品表征技术
        2.3.1 X射线衍射(XRD)分析
        2.3.2 扫描电镜(SEM)分析
        2.3.3 红外光谱(FT-IR)分析
        2.3.4 光致发光(PL)分析
        2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)分析
        2.3.6 紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)分析
        2.3.7 电子顺磁共振(EPR)分析
    2.4 光催化性能测试
3 不同形貌BiOBr的制备及其光催化性能研究
    3.1 前言
    3.2 BiOBr的制备
        3.2.1 水溶剂下BiOBr的制备
        3.2.2 乙二醇溶剂下BiOBr的制备
    3.3 表征与分析
        3.3.1 物相组成分析
        3.3.2 微观形貌和元素组成分析
        3.3.3 吸光性能分析
        3.3.4 BiOBr的形成机理
        3.3.5 光催化条件优化
        3.3.6 光催化活性及降解动力学分析
    3.4 本章小结
4 SnO_2/BiOBr的制备及其光催化性能研究
    4.1 前言
    4.2 SnO_2/BiOBr的制备
    4.3 表征与分析
        4.3.1 物相组成分析
        4.3.2 微观形貌分析
        4.3.3 元素组成分析
        4.3.4 吸光性能分析
        4.3.5 SnO_2/BiOBr的形成机理
        4.3.6 光催化活性及降解动力学分析
        4.3.7 活性物质捕获实验及机理分析
    4.4 本章小结
5 Bi/BiOBr的制备及其光催化性能研究
    5.1 前言
    5.2 Bi/BiOBr的制备
    5.3 表征与分析
        5.3.1 物相组成分析
        5.3.2 微观形貌分析
        5.3.3 元素组成分析
        5.3.4 吸光性能分析
        5.3.5 FT-IR分析
        5.3.6 光致发光分析
        5.3.7 Bi/BiOBr的形成机理
        5.3.8 光催化活性和降解动力学分析
        5.3.9 活性物质捕获实验及机理分析
    5.4 本章小结
6 Bi_2WO_6/Bi/BiOBr的制备及其光催化性能研究
    6.1 前言
    6.2 Bi_2WO_6/Bi/BiOBr的制备
    6.3 表征与分析
        6.3.1 物相组成分析
        6.3.2 微观形貌分析
        6.3.3 元素组成分析
        6.3.4 吸光性能分析
        6.3.5 Bi_2WO_6/Bi/BiOBr的形成机理
        6.3.6 光催化活性分析
        6.3.7 活性物质捕获实验及机理分析
    6.4 本章小结
7 CdS/Bi/BiOBr的制备及其光催化性能研究
    7.1 前言
    7.2 CdS/Bi/BiOBr的制备
    7.3 表征与分析
        7.3.1 物相组成分析
        7.3.2 微观形貌分析
        7.3.3 元素组成分析
        7.3.4 吸光性能分析
        7.3.5 CdS/Bi/BiOBr的形成机理
        7.3.6 光催化活性分析
        7.3.7 降解动力学分析
        7.3.8 活性物质捕获实验及机理分析
    7.4 本章小结
8 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果


【参考文献】：
期刊论文
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[3]通过可控的氧空位增强BiOBr纳米片可见光催化NO氧化性能（英文）[J]. 廖佳珍,陈侣存,孙明禄,雷奔,曾晓岚,孙艳娟,董帆.  催化学报. 2018(04)
[4]半导体光解水制氢研究:现状、挑战及展望[J]. 谢英鹏,王国胜,张恩磊,张翔.  无机化学学报. 2017(02)
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[7]Yb3+-Tm3+共掺BiOBr纳米晶的近红外上转换发光特性研究[J]. 李永进,刘群,周玉婷,邱建备,宋志国.  无机材料学报. 2016(03)
[8]Visible Light Photocatalytic Properties of Metastable γ-Bi2O3 with Different Morphologies[J]. Weichang Hao,Yuan Gao,Xi Jing,Wen Zou,Yan Chen,Tianmin Wang.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2014(02)
[9]花状Bi2WO6光催化剂的制备及性能研究[J]. 黄毅,申玥,吴季怀,黄妙良.  功能材料. 2010(S1)
[10]Photocatalytic properties of BiOX（X=Cl,Br,and I）[J]. AN Huizhong DU Yi WANG Tianmin WANG Cong HAO Weichang ZHANG Junying Center of Condensed Matter and Materials Physics,School of Science,Beihang University,Beijing 100083,China.  Rare Metals. 2008(03)



本文编号：3730286