超薄鹵氧鉍納米片的合成及其光催化性能的研究.pdf

1、近年來，環(huán)境污染越來越突出，對人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生不可忽視的影響，也日益成為威脅人類生存和發(fā)展的一個嚴重問題。水污染是環(huán)境污染的一個主要方面，而光催化技術是處理水污染的一項有效技術，既能夠去除水環(huán)境中存在的對環(huán)境有毒害作用的有機污染物，又對環(huán)境沒有危害。半導體納米材料作為光催化過程的催化劑進行有機污染物降解是一種有效的降解污染的方法。其中BiOX(X=Cl，Br，I)是一種重要的三元氧化物半導體材料，具有開放的晶型和典型的層狀結(jié)構(gòu)。因此他

2、們也具有高效的光催化性能。尤其超薄納米片材料具有大的比表面積、容易逃逸的表面原子，也能夠有效分離電子和空穴，得到了廣泛研究。
　　本文采用溶劑熱方法，控制合成條件，制備了超薄BiOI納米片、BiOCl納米片以及生長在還原石墨烯上的二氧化鈦纖維束，利用XRD、SEM、TEM、LC-MS等分析檢測手段對所得的產(chǎn)物進行表征，并對其光催化性能及其降解機理進行了研究。
　　通過控制合成條件的溶劑熱方法，制備了二維超薄BiOI納米片，厚

3、度約0.8nm，為并用其降解四環(huán)素以檢測其光催化性能。用500w氙燈照射4小時，超薄BiOI納米片對四環(huán)素的降解率達到97％。我們還進一步研究了四環(huán)素分解機理，分析了實驗過程中的自由基作用，證明了O2·-和空穴是四環(huán)素降解過程中的其主要作用的自由基。用LC-MS對其降解過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物進行了檢測，并提出了四環(huán)素的降解路徑.
　　采用簡單的溶劑熱方法合成了高催化活性的BiOCl納米片。為檢測其催化活性，我們在300w汞燈的照射下

4、，對10mg/L的雙酚A溶液進行了降解實驗。實驗證明在1小時內(nèi)降解率高達96％。為進一步研究其礦化程度，我們進行了TOC檢測，實驗證明紫外光照射下，8小時反應體系中的總有機碳就減少了近96％，這說明反應體系中的大部分雙酚A被分解成了無機物。為確定光催化反應的反應機理，我們又對反應過程中的自由基作用進行了實驗，結(jié)果表明實驗制備的BiOCl納米片主要通過產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)實現(xiàn)對雙酚A的氧化和降解作用。
　　采用溶劑熱合成方法，