鋅、鉍系光催化劑的控制合成及性能研究.pdf

1、近年來，隨著半導(dǎo)體光催化技術(shù)的不斷發(fā)展，利用半導(dǎo)體光催化材料降解廢水中的有機(jī)污染物以及光解水制氫技術(shù)有望成為解決環(huán)境和能源問題的有效途徑。在眾多的半導(dǎo)體光催化材料中，氧化鋅(ZnO)和鎢酸鉍(Bi2WO6)由于其活性高、穩(wěn)定性好、制備成本低等優(yōu)點(diǎn)而成為學(xué)者們的研究重點(diǎn)。盡管ZnO禁帶寬度較大，只在紫外光下有較好的響應(yīng)，對(duì)太陽光的利用率較低，但改性后的ZnO仍有較高的應(yīng)用價(jià)值。Bi2WO6禁帶寬度窄，可有效利用太陽光，展現(xiàn)出良好的工業(yè)應(yīng)用

2、前景。然而在實(shí)際光催化過程中，Bi2WO6材料的光生電子和空穴極易復(fù)合，光子利用率低，限制了其在工業(yè)中的大量應(yīng)用。為了提高ZnO和Bi2WO6光催化材料的活性，本文從形貌控制和結(jié)構(gòu)調(diào)整兩方面著手分別對(duì)其進(jìn)行改性，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)以乙酸鋅為原料，CTAB為表面活性劑，正己醇為助表面活性劑，利用水熱微乳液法在水熱溫度140℃，水熱時(shí)間為14h的條件下成功制備出3D花狀微球結(jié)構(gòu)的ZnO光催化劑。通過XRD和SEM考察一系列

3、反應(yīng)時(shí)間產(chǎn)物的形貌和結(jié)構(gòu)，提出了3D花狀微球結(jié)構(gòu)的可能生長(zhǎng)機(jī)理。此外，考察了不同形貌的ZnO在紫外光下對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的降解活性，結(jié)果表明3D花狀微球結(jié)構(gòu)的ZnO具有較好的光催化活性，其原因可能與其較高的結(jié)晶度和特殊的3D分層微球結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用有關(guān)。
　　(2)以L-賴氨酸為模板劑采用水熱法成功合成納米銀和片狀g-C3N4修飾的Bi2WO6微球，研究了Ag和g-C3N4的負(fù)載量對(duì)Bi2WO6光催化活性的影響，得出適宜的負(fù)載條件，即當(dāng)

4、摻入3％的g-C3N4且摻入0.5％的Ag時(shí)負(fù)載樣品對(duì)羅丹明B染料的降解率最高。與純Bi2WO6光催化材料相比，負(fù)載型Bi2WO6光催化性能提高的原因歸結(jié)于Ag和g-C3N4的協(xié)同作用促進(jìn)了光生電子和空穴的有效分離。
　　(3)采用水熱法制備出Bi2WO6/MoS2復(fù)合材料，采用瞬態(tài)電流和線性掃描伏安法對(duì)所制備樣品做了電化學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明，由于材料的化學(xué)復(fù)合以及半導(dǎo)體之間光電子的轉(zhuǎn)移，當(dāng)摻入5％Bi2WO6時(shí)MoS2復(fù)合樣品具