BiOI及其復(fù)合光催化劑的制備與光催化性能研究.pdf

1、光催化技術(shù)可以將環(huán)境中的有毒污染物氧化還原為無毒物和使水分解制氫，其應(yīng)用前景十分廣闊。開發(fā)高效可見光光催化劑是催化材料研究中的重要方向之一。近年來，鹵氧鉍(BiOX)由于具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)和合適的帶隙能成為光催化材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。其中，BiOI具有最小的帶隙能，能夠吸收最多的可見光，具有潛在的光催化應(yīng)用價(jià)值。因此，開展BiOI的研究工作具有重要意義。本論文根據(jù)目前光催化劑的研究結(jié)果和現(xiàn)狀，制備出了具有較高可見光活性的BiOI及其復(fù)合光

2、催化劑。研究工作如下:
　　1.以Bi(NO3)3·5H2O、KI為原料采用簡單的沉淀法制備出花狀的BiOI。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外-可見漫反射吸收光譜(UV-Vis DRS)和比表面分析儀(BET)等分析測試手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征。研究了陳化時(shí)間對(duì)花狀BiOI的形成和光催化活性的影響，并對(duì)光催化反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:當(dāng)陳化時(shí)間為1h片狀結(jié)構(gòu)緊密地相互交錯(cuò)形成花狀結(jié)構(gòu)，且花狀結(jié)構(gòu)的直徑最小，

3、樣品的光催化活性隨著陳化時(shí)間的延長，先上升后下降，陳化時(shí)間為1h時(shí)光催化活性最高。樣品光催化活性的差異主要?dú)w結(jié)于BiOI的結(jié)晶度、比表面積、光吸收能力和形貌差異的綜合影響?；頑iOI對(duì)MO的降解主要是通過空穴直接氧化途徑進(jìn)行。
　　2.通過沉淀-沉積法成功地制備了ZnO/BiOI異質(zhì)結(jié)催化劑，利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外-可見漫反射吸收光譜(UV-Vis DRS)和比表面分析

4、儀(BET)等手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征。研究了ZnO∶BiOI的質(zhì)量比對(duì)ZnO/BiOI異質(zhì)結(jié)光催化活性的影響，探討了ZnO/BiOI異質(zhì)結(jié)光催化活性提高的原因。結(jié)果表明，ZnO∶BiOI的最優(yōu)質(zhì)量比是2∶8，在可見光照射100min后，MO的降解率達(dá)到92％，分別是純BiOI和純ZnO光催化活性的4.2倍和8.3倍。ZnO/BiOI異質(zhì)結(jié)光催化活性的提高主要是由于BiOI的光敏化作用與p-型BiOI和n-型ZnO之間形成的p-n異質(zhì)結(jié)能夠

5、抑制光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合。ZnO/BiOI異質(zhì)結(jié)具有較好的光催化穩(wěn)定性。
　　3.采用簡單的沉淀-沉積法成功地制備了CaSn(OH)6/BiOI復(fù)合光催化劑。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外-可見漫反射吸收光譜（UV-Vis DRS）和比表面分析儀(BET)等手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征。研究了CaSn(OH)6的含量對(duì)復(fù)合物光催化活性的影響，探討了CaSn(OH)6/BiOI復(fù)合催化劑光催化活性提高的原因。結(jié)果