低維鎢酸鉍基異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料的合成與光催化性能研究.pdf

1、鎢酸鉍(Bi2WO6)是一種由[Bi2O2]2+層和[WO4]2-層交替排列構(gòu)成的鈣鈦礦層狀結(jié)構(gòu)的新型可見光響應(yīng)型光催化劑。它的導(dǎo)帶是由W5d軌道組成，價帶由O2p和Bi6s雜化軌道組成，這一結(jié)構(gòu)特點使其禁帶寬度較窄(約為2.7eV)，能被可見光激發(fā)，具有較高的光催化活性。雖然關(guān)于不同形貌、不同結(jié)構(gòu)的Bi2WO6光催化劑的可控合成方法已經(jīng)取得很大進展，但是由于其光生電荷復(fù)合率較高，導(dǎo)致其光催化活性仍然較低，所以尋找合適的物質(zhì)來構(gòu)建異質(zhì)結(jié)

2、構(gòu)是克服這一缺點的重要方法。另外，通過改變合成方法優(yōu)化半導(dǎo)體的形貌，進而增大其比表面積以及光催化活性位點，也是提高光催化活性的重要途徑之一。
　　本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1.通過靜電紡絲技術(shù)和焙燒過程相結(jié)合成功合成了直徑為500nm-1μm的In2O3/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)構(gòu)微米帶。合成的In2O3/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)構(gòu)微米帶具有良好的形貌特征；與純相Bi2WO6相比，該異質(zhì)結(jié)構(gòu)微米帶在模擬太陽光照下具有增強的光催化活

3、性，4.5h光照下對甲基橙(MO)的降解率可達82％，而純相 Bi2WO6的降解率僅為54.1%。
　　2.通過調(diào)控紡絲工藝參數(shù)和焙燒工藝，成功制備出直徑約為300nm的一維CeO2/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米纖維。由于CeO2/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米纖維可以促進光生電子空穴的分離且催化劑和反應(yīng)物之間具有較大的接觸面積，因此其在可見光照射下對于降解羅丹明B(RhB)具有很好的光催化活性，且能夠很好地分離出來進行循環(huán)降解實驗。

4、>　　3.可控電紡合成結(jié)合燒結(jié)工藝成功合成了直徑約為500nm的一維ZnO/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)構(gòu)亞微米帶。樣品呈現(xiàn)出良好的形貌和穩(wěn)定性，異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建促進了光生電子空穴的分離，較大的比表面積提供了更多的反應(yīng)活性位點，使得該催化劑在紫外-可見光的照射下降解羅丹明B(RhB)時，具有良好的循環(huán)降解性能。本文還對ZnO/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)構(gòu)亞微米帶的合成機理和光催化反應(yīng)機理進行了詳細分析。
　　4.結(jié)合靜電紡絲法和焙燒過程這一直接簡單的工

5、藝成功制備出直徑約為300-500nm的一維α-Fe2O3/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米纖維，發(fā)現(xiàn)α-Fe2O3/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建可以抑制光生電子空穴對的復(fù)合，與純相Bi2WO6相比，α-Fe2O3/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米纖維在可見光照射下降解亞甲基藍(MB)具有更好的光催化活性，降解率達82.04%。
　　5.通過改變靜電紡絲前驅(qū)溶膠的配比參數(shù)和焙燒程序成功制備出直徑約為300nm的一維α-Fe2O3/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)構(gòu)

6、納米管。實驗表明，α-Fe2O3/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米管是由α-Fe2O3納米顆粒和Bi2WO6納米片組成的，且這一新穎的形貌特征可以增大催化劑的比表面積，從而提高其光催化性能。與純相Bi2WO6相比，該α-Fe2O3/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米管光催化劑不僅提高了在可見光下降解羅丹明B(RhB)的光催化活性，且容易分離，可進行回收循環(huán)降解實驗。
　　綜上所述，本論文的研究工作主要是通過結(jié)合靜電紡絲技術(shù)和焙燒工藝制備鎢酸鉍基異質(zhì)