甲酸氧铋光催化剂的合成、改性及其性能研究
发布时间：2023-06-08 19:31
光催化因其在能源转化,污染治理和有机合成中的应用而倍受关注,但光催化剂的实际应用仍然存在许多瓶颈需要突破,如光催化剂的制备方法复杂,成本高,产量低,光生载流子寿命短等诸多问题。简化光催化剂的合成途径,实现光生电子和空穴的有效分离将是光催化技术推向工业化的关键一步。本文首次采用室温固相研磨法合成了甲酸氧铋(HCOOBiO),同时,对其进行了卤素掺杂改性,使其光催化性能得到了改善,这对理论研究和实际应用都具有深远的意义。主要研究内容如下:(1)以甲酸钠(HCOONa)和五水硝酸铋(Bi(NO3)3?5H2O)为原料,采用室温固相研磨法制备出纳米片状HCOOBiO,通过XRD,SEM,DRS等对产物的物相,形貌,结构进行了表征。结果发现,当HCOONa/Bi摩尔比等于5时,可以得到高纯度,结晶性良好HCOOBiO。(2)为改善HCOOBiO的可见光响应活性,采用一锅法加入碘化钾(KI)或溴化钾(KBr)继续研磨一段时间,制备了BiOR-Bi OBr和BiOR-Bi OI固溶体(记为BiORX-n,R=HCOO;X=Br,I;n...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 光催化技术的发展
1.2 半导体光催化剂概述
1.2.1 光催化反应机理
1.2.2 光催化剂的研究进展
1.2.3 光催化在环境方面的应用
1.3 铋系半导体光催化材料
1.3.1 氧化铋
1.3.2 卤氧化铋
1.3.3 碳酸氧铋
1.3.4 硫化铋
1.3.5 甲酸氧铋
1.3.6 其他含铋光催化剂
1.4 铋系光催化剂的制备方法
1.4.1 水热/溶剂热法
1.4.2 共沉淀法
1.4.3 微乳液法
1.4.4 固相合成法
1.5 提高光催化性能的主要途径
1.5.1 贵金属沉积
1.5.2 离子掺杂
1.5.3 光敏化
1.5.4 复合半导体
1.5.5 固溶体
1.6 本课题的研究意义及主要内容
1.6.1 本课题的研究意义
1.6.2 本课题的研究内容
2 甲酸氧铋的制备,表征及其光催化性能研究
2.1 引言
2.2 试剂及仪器
2.2.1 试剂
2.2.2 仪器
2.3 HCOOBiO的制备
2.4 HCOOBiO的表征
2.4.1 X-射线粉末衍射(XRD)
2.4.2 透射电子显微镜(TEM)及扫描电子显微镜(SEM)表征
2.4.3 紫外-可见漫反射光谱表征(DRS)
2.5 HCOOBiO的光催化性能
2.5.1 光催化实验
2.5.2 光催化结果与讨论
2.6 本章小结
3 BiORX-n(X=Br,I)固溶体的制备,表征及其光催化性能研究
3.1 引言
3.2 试剂及仪器
3.2.1 试剂
3.2.2 仪器
3.3 BiORX-n(X=Br,I)固溶体的制备
3.3.1 BiORI-n固溶体的制备
3.3.2 BiORBr-n1固溶体的制备
3.4 BiORX-n(X=Cl,Br)固溶体的表征
3.4.1 X-射线粉末衍射(XRD)
3.4.2 透射电子显微镜(TEM)及扫描电子显微镜(SEM)表征
3.4.3 X-射线光电子能谱表征(XPS)
3.4.4 比表面积和孔径分布分析(BET)
3.4.5 紫外-可见漫反射光谱表征(DRS)
3.4.6 莫特-肖特基曲线测试(Mott-Schottky,M-S)
3.5 光催化性能及光催化机理的研究
3.5.1 光催化实验
3.5.2 光催化结果与讨论
3.5.3 材料的电化学和光电化学性能的研究
3.5.4 光催化机理的研究与讨论
3.6 本章小结
4 BiORxIyBrz固溶体的制备、表征和光催化性能研究
4.1 引言
4.2 试剂及仪器
4.2.1 试剂
4.2.2 仪器
4.3 BiORxIyBrz固溶体的制备
4.4 BiORxIyBrz固溶体的表征
4.4.1 X-射线粉末衍射(XRD)
4.4.2 透射电子显微镜表征(TEM)
4.4.3 X-射线光电子能谱表征(XPS)
4.4.4 比表面积和孔径分布分析(BET)
4.4.5 紫外-可见漫反射光谱表征(DRS)
4.4.6 莫特-肖特基测试(Mott-Schottky,M-S)
4.5 光催化性能及光催化机理的研究
4.5.1 BiORxIyBrz固溶体光催化实验
4.5.2 BiORxIyBrz固溶体光催化结果与讨论
4.5.3 材料的电化学和光电化学性能的研究
4.5.4 光催化机理的研究和讨论
4.6 本章小结
5 本文总结
致谢
参考文献
附录
本文编号：3832352
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
1.1 光催化技术的发展
1.2 半导体光催化剂概述
1.2.1 光催化反应机理
1.2.2 光催化剂的研究进展
1.2.3 光催化在环境方面的应用
1.3 铋系半导体光催化材料
1.3.1 氧化铋
1.3.2 卤氧化铋
1.3.3 碳酸氧铋
1.3.4 硫化铋
1.3.5 甲酸氧铋
1.3.6 其他含铋光催化剂
1.4 铋系光催化剂的制备方法
1.4.1 水热/溶剂热法
1.4.2 共沉淀法
1.4.3 微乳液法
1.4.4 固相合成法
1.5 提高光催化性能的主要途径
1.5.1 贵金属沉积
1.5.2 离子掺杂
1.5.3 光敏化
1.5.4 复合半导体
1.5.5 固溶体
1.6 本课题的研究意义及主要内容
1.6.1 本课题的研究意义
1.6.2 本课题的研究内容
2 甲酸氧铋的制备,表征及其光催化性能研究
2.1 引言
2.2 试剂及仪器
2.2.1 试剂
2.2.2 仪器
2.3 HCOOBiO的制备
2.4 HCOOBiO的表征
2.4.1 X-射线粉末衍射(XRD)
2.4.2 透射电子显微镜(TEM)及扫描电子显微镜(SEM)表征
2.4.3 紫外-可见漫反射光谱表征(DRS)
2.5 HCOOBiO的光催化性能
2.5.1 光催化实验
2.5.2 光催化结果与讨论
2.6 本章小结
3 BiORX-n(X=Br,I)固溶体的制备,表征及其光催化性能研究
3.1 引言
3.2 试剂及仪器
3.2.1 试剂
3.2.2 仪器
3.3 BiORX-n(X=Br,I)固溶体的制备
3.3.1 BiORI-n固溶体的制备
3.3.2 BiORBr-n1固溶体的制备
3.4 BiORX-n(X=Cl,Br)固溶体的表征
3.4.1 X-射线粉末衍射(XRD)
3.4.2 透射电子显微镜(TEM)及扫描电子显微镜(SEM)表征
3.4.3 X-射线光电子能谱表征(XPS)
3.4.4 比表面积和孔径分布分析(BET)
3.4.5 紫外-可见漫反射光谱表征(DRS)
3.4.6 莫特-肖特基曲线测试(Mott-Schottky,M-S)
3.5 光催化性能及光催化机理的研究
3.5.1 光催化实验
3.5.2 光催化结果与讨论
3.5.3 材料的电化学和光电化学性能的研究
3.5.4 光催化机理的研究与讨论
3.6 本章小结
4 BiORxIyBrz固溶体的制备、表征和光催化性能研究
4.1 引言
4.2 试剂及仪器
4.2.1 试剂
4.2.2 仪器
4.3 BiORxIyBrz固溶体的制备
4.4 BiORxIyBrz固溶体的表征
4.4.1 X-射线粉末衍射(XRD)
4.4.2 透射电子显微镜表征(TEM)
4.4.3 X-射线光电子能谱表征(XPS)
4.4.4 比表面积和孔径分布分析(BET)
4.4.5 紫外-可见漫反射光谱表征(DRS)
4.4.6 莫特-肖特基测试(Mott-Schottky,M-S)
4.5 光催化性能及光催化机理的研究
4.5.1 BiORxIyBrz固溶体光催化实验
4.5.2 BiORxIyBrz固溶体光催化结果与讨论
4.5.3 材料的电化学和光电化学性能的研究
4.5.4 光催化机理的研究和讨论
4.6 本章小结
5 本文总结
致谢
参考文献
附录
本文编号：3832352
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