鎢酸鉍基三元復(fù)合光催化劑的可控合成及光催化性能研究.pdf

1、作為新型可見光光催化劑，Bi2WO6被認(rèn)為是鉍系化合物中具有最佳光催化活性的半導(dǎo)體材料之一。盡管通過(guò)優(yōu)化原料和制備工藝來(lái)改變Bi2WO6的尺寸和形貌來(lái)進(jìn)一步提高其光催化降解污染物的效果，但光生載流子復(fù)合率高、可見光響應(yīng)范圍窄等缺點(diǎn)，還有待于進(jìn)一步提高。因此，對(duì)純的Bi2WO6進(jìn)行摻雜、復(fù)合、貴金屬修飾來(lái)改變其組分以進(jìn)一步提高其可見光光催化活性仍是研究的主流方向。
　　本論文從提高純的Bi2WO6光催化降解活性這一迫切需要解決的問(wèn)題

2、出發(fā)，采用半導(dǎo)體復(fù)合形成異質(zhì)結(jié)的方式，通過(guò)復(fù)合相的選擇和控制Bi2WO6基異質(zhì)結(jié)的形貌來(lái)解決其在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題。相關(guān)研究結(jié)果如下:
　　(1)以Bi(NO3)3·5H2O作為鉍源，Na2WO4·2H2O作為鎢源，分別采用水熱-煅燒法和一步水熱法制備花狀WO3/Bi2WO6 n-n型異質(zhì)結(jié)微球。研究了WO3的修飾量對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)、形貌、光催化活性等的影響。通過(guò)兩種方法的對(duì)比得知，一步法所制備的花狀WO3/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)微球的納

3、米片更薄更密、比表面積更大、可提供更多的活性位點(diǎn)，有利于光的吸收和污染物的吸附，并且制備工藝簡(jiǎn)單可降低成本，可作為后續(xù)形成三元異質(zhì)結(jié)的基體材料。
　　(2)以一步法所制備的花狀WO3/Bi2WO6 n-n型異質(zhì)結(jié)微球?yàn)榛w，通過(guò)浸漬-煅燒工藝制備一系列不同CuO含量修飾的CuO-WO3-Bi2WO6p-n-n型雙異質(zhì)結(jié)復(fù)合體系。UV-vis結(jié)果表明隨著CuO修飾量的增加，CuO-WO3-Bi2WO6雙異質(zhì)結(jié)將Bi2WO6的光吸收范

4、圍拓展至近紅外區(qū)。光催化結(jié)果表明CuO-WO3-Bi2WO6三元復(fù)合體系的降解效果明顯高于純的Bi2WO6和其他Bi2WO6基二元異質(zhì)結(jié)，并且適量的CuO能使WO3/Bi2WO6降解RhB的效果最佳。
　　(3)采用水熱-液相法制備BiOBr-WO3-Bi2WO6層級(jí)結(jié)構(gòu)。SEM結(jié)果表明BiOBr的復(fù)合并沒有改變WO3/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)的花狀超結(jié)構(gòu)，且適量BiOBr均勻的分散在WO3/Bi2WO6花狀結(jié)構(gòu)的表面。在可見光的照射下

5、，BiOBr-WO3-Bi2WO6三元層級(jí)結(jié)構(gòu)降解RhB的光催化活性明顯高于Bi2WO6和WO3/Bi2WO6，這主要?dú)w結(jié)于花狀結(jié)構(gòu)大的比表面積，界面的緊密接觸和匹配的能帶位置，這些都有利于光生電子-空穴對(duì)的有效分離及光催化效果的提高。
　　(4)以WO3/Bi2WO6為基體，采用沉淀法制備出了一系列花狀A(yù)g3PO4-WO3-Bi2WO6三元體系在很大程度上提高了WO3/Bi2WO6對(duì)可見光的吸收能力。光催化實(shí)驗(yàn)表明適量Ag3PO

6、4修飾的WO3/Bi2WO6降解RhB的效果最佳，這是因?yàn)檫m量Ag3PO4納米顆粒均勻的分散在花狀WO3/Bi2WO6微球和納米片上，并且Ag3PO4-WO3-Bi2WO6三元復(fù)合光催化材料中的導(dǎo)帶可形成層級(jí)結(jié)構(gòu)，電子可從Bi2WO6的導(dǎo)帶轉(zhuǎn)移到Ag3PO4，接著轉(zhuǎn)移到WO3的導(dǎo)帶，進(jìn)而有效促進(jìn)光生載流子的分離。
　　總之，本論文研究了一系列新型花狀WO3/Bi2WO6基三元異質(zhì)結(jié)光催化劑，該催化劑有效地提高了WO3/Bi2WO6