硫化鉍-鉍氧基半導(dǎo)體復(fù)合物的制備及其光催化性能研究.pdf

1、光催化技術(shù)是解決環(huán)境問(wèn)題的有效手段之一，有著非常廣闊的應(yīng)用前景。目前，除了對(duì)傳統(tǒng)TiO2催化劑的改性之外，人們對(duì)光催化劑研究的另一個(gè)重要方向就是開(kāi)發(fā)新型高效的光催化材料。鉍氧基半導(dǎo)體材料由于其特殊的層狀結(jié)構(gòu)，較好的穩(wěn)定性和光催化活性，近年來(lái)成為了人們研究的熱點(diǎn)。然而單一的鉍氧基化合物在實(shí)際應(yīng)用中存在許多問(wèn)題，如太陽(yáng)能利用率不高，量子效率低等，通常需要對(duì)其進(jìn)行改性處理。本文就針對(duì)這些問(wèn)題，制備了一系列與Bi2S3復(fù)合的鉍氧基半導(dǎo)體光催化劑

2、，并研究了其光催化性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.以L-半胱氨酸(L-Cys)作為硫源，采用生物分子輔助水熱法合成了Bi2S3/BiOCl復(fù)合催化劑。通過(guò)X射線粉末衍射(XRD)，拉曼光譜，X射線光電子能譜(XPS)，透射電子顯微鏡(TEM)和紫外可見(jiàn)漫反射光譜(DRS)等手段對(duì)所制備樣品的結(jié)構(gòu)、成分、形貌及光學(xué)性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，復(fù)合催化劑的光吸收性能得到了大大提高，而且在可見(jiàn)光（λ＞420 nm）下對(duì)RhB的降解具有很

3、好的光催化活性，這主要?dú)w因于反應(yīng)過(guò)程電子與空穴的有效分離以及染料的光敏化作用。
　　2.用Bi(NO3)3、 KBr和L-Cys在水熱條件下制備了Bi2S3/BiOBr復(fù)合催化劑，并通過(guò)XRD，XPS，TEM，HRTEM和DRS表征了樣品的結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)合催化劑的光吸收邊帶發(fā)生紅移，對(duì)可見(jiàn)光具有更好地吸收，樣品在不同波長(zhǎng)范圍的可見(jiàn)光（λ＞400 nm和λ＞450 nm）下均表現(xiàn)出了優(yōu)異的光催化活性，尤其對(duì)RhB

4、的降解效果最好。
　　3.以Bi(NO3)3、 Na2CO3和L-Cys主要原料，180℃水熱條件下制備了不同含量的Bi2S3/Bi2O2CO3復(fù)合催化劑。用XRD和XPS分析了樣品的晶相結(jié)構(gòu)和元素組成，SEM和HRTEM觀測(cè)了樣品的形貌，并通過(guò)DRS測(cè)定了催化劑的光吸收性能。結(jié)果顯示，與Bi2S3復(fù)合之后的Bi2O2CO3能夠?qū)梢?jiàn)光有明顯的吸收，在模擬太陽(yáng)光和可見(jiàn)光(λ＞400n m)條件下對(duì)降解RhB都具有較高的光催化效率。