納米Bi2S3及其復(fù)合材料的可控制備與光催化性質(zhì)研究.pdf

1、當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，越來越多的環(huán)境資源問題需要得到處理。在這些問題中，工業(yè)廢水、有機(jī)染料廢液的處理顯得尤為重要，目前主要的處理方式中，半導(dǎo)體光催化技術(shù)具有成本低廉、綠色環(huán)保等特點(diǎn)而被大家所關(guān)注，已逐漸應(yīng)用在廢水處理領(lǐng)域，隨著時(shí)間推移，這種技術(shù)也逐漸成熟。光催化技術(shù)降解有機(jī)染料的原理是當(dāng)太陽光照射到光催化劑，催化劑所吸收的能量大于或等于自身能帶間隙的光子，催化劑價(jià)帶的電子被激發(fā)，躍遷到導(dǎo)帶，同時(shí)在價(jià)帶會形成空穴，隨后電子空穴對產(chǎn)生分離，

2、電子具有還原性，可以與氧氣結(jié)合形成超氧自由基，空穴具有氧化性，可以與水分子結(jié)合生成羥基自由基，其中超氧自由基最終也會轉(zhuǎn)化成氧化性比較強(qiáng)的羥基自由基，將有機(jī)染料大分子降解成無機(jī)小分子，最終起到無害化目的。硫化鉍半導(dǎo)體納米材料是一種無毒、無污染、成本低廉、對可見光有充分吸收的新型光催化劑，本文著重研究了不同合成條件對制備納米硫化鉍的影響，同時(shí)也探究了硫化鉍與不同碳類材料復(fù)合后的光催化性能。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)以五水硝酸

3、鉍和硫脲作為反應(yīng)的原料，通過水熱方法制備硫化鉍納米材料，控制不同的合成條件來研究產(chǎn)物之間形貌的差異。利用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、紫外-可見光譜、熒光光譜來研究樣品的結(jié)晶度、形貌特點(diǎn)以及光學(xué)性質(zhì)。反應(yīng)物不同比例的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，過量的硫源有利于硫化鉍的生成，并形成良好的結(jié)晶;不同反應(yīng)溶劑實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示以丙三醇作為溶劑時(shí)，得到的產(chǎn)物形貌較好;加入表面活性劑的可獲得較多的花瓣結(jié)構(gòu)，并起到了防止團(tuán)聚的作用;還發(fā)現(xiàn)隨著溫度升高，

4、硫化鉍納米花的尺寸明顯增加，而隨著合成時(shí)間的增加，硫化鉍納米花的尺寸也出現(xiàn)了一定程度上的變大，且產(chǎn)物形貌由納米線組成的球變成了納米束組成的球。發(fā)現(xiàn)以丙三醇為溶劑、硫源過量、溫度為120℃、反應(yīng)時(shí)間為12h條件下得到的產(chǎn)物最好，且具有良好的光學(xué)性質(zhì)，強(qiáng)烈的吸收900nm波長以下的可見光，可產(chǎn)生熒光發(fā)射峰位于778nm的紅外光。
　　(2)以硫氰酸銨和氯化鉍為前驅(qū)體，通過一步煅燒法制備Bi2S3/C3N4納米復(fù)合材料，并探究不同硫化鉍

5、含量、不同煅燒溫度、不同硫源對產(chǎn)物成分、結(jié)構(gòu)的影響，同時(shí)研究了該復(fù)合材料催化降解羅丹明B的能力，發(fā)現(xiàn)不同硫源條件下合成的產(chǎn)物光催化性能存在差異;當(dāng)Bi2S3/C3N4納米復(fù)合材料反應(yīng)物比例為0.5％時(shí)表現(xiàn)的光催化效率最好，光照30min后染料降解率能達(dá)到90％;隨著煅燒溫度的上升，復(fù)合材料光催化效率也逐漸增加。
　　(3)以五水硝酸鉍和硫脲為反應(yīng)物，同時(shí)硫脲充當(dāng)還原劑，通過一步水熱法制備出Bi2S3/RGO納米復(fù)合材料。探究了不同