釩酸鉍基半導(dǎo)體復(fù)合材料的制備及光電性能研究.pdf

1、環(huán)境和能源與人類生活息息相關(guān)，環(huán)境污染和能源短缺給我們的生產(chǎn)、生活及健康帶來了許多消極影響，引起人們的廣泛關(guān)注，特別是環(huán)境污染中的水污染問題。水是生命之源，近年來，由于水污染給人類造成了許多慘痛的教訓(xùn)，處理和解決水污染成為人們的當(dāng)務(wù)之急。目前處理污水常見方法有物理法，化學(xué)法和生物法，這些方法在取得一定成效的同時(shí)也帶來了很多問題，如周期長、效率低、二次污染嚴(yán)重等使得這些方法不能被廣泛應(yīng)用，因此，我們在選擇處理手段時(shí)要考慮去尋找更安全有效的

2、方式。目前，在眾多污水處理技術(shù)中，光催化技術(shù)由于其綠色、環(huán)保、高效、穩(wěn)定等優(yōu)勢得到了的普遍關(guān)注。光催化技術(shù)主要是利用太陽光輻射半導(dǎo)體材料，光生電子空穴對發(fā)生氧化還原反應(yīng)能有效降解污水中的污染物。該技術(shù)的關(guān)鍵部分是半導(dǎo)體催化劑材料。目前Bi基半導(dǎo)體材料由于具有特殊的性能在光催化領(lǐng)域獨(dú)樹一幟，得到了廣泛應(yīng)用。本文探究了一系列Bi基半導(dǎo)體及復(fù)合材料的制備及光催化性能開展工作，主要從從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究:
　　1.介孔BiVO4/Ag/

3、AgCl異質(zhì)微米球的簡易合成及光催化性能的提高
　　本章節(jié)中，我們介紹了一種簡單又新奇的雙離子交換的方法去合成尺寸統(tǒng)一的介孔BiVO4/Ag/AgCl異質(zhì)微米球。用花狀BiOCl微球作為初始模板，通過簡單的滴加方法加入NaVO3和AgNO3，在400攝氏度的條件下煅燒2小時(shí)，經(jīng)由簡單的固相雙離子交換的反應(yīng)，即可獲得介孔的BiVO4/Ag/AgCl。值得注意的是，在形成BiVO4/AgCl微球的雙離子交換過程中，Ag起到了至關(guān)重要的

4、作用，BiVO4/AgCl微球在可見光照射2小時(shí)條件下進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成BiVO4/Ag/AgCl。合成的介孔BiVO4/Ag/AgCl微球在可見光下具有良好的降解甲基橙和苯酚的效果，其性能的提高與其Z型機(jī)理有很大相關(guān)性。
　　2.高效Z-型介孔BiVO4-Bi2O3復(fù)合微棒光催化劑的制備及性能研究
　　本章節(jié)中，介紹了通過溶劑熱反應(yīng)制備均一介孔BiVO4-Bi2O3復(fù)合微棒(CMRs)的方法。該反應(yīng)利用Na2C2O4和NaVO3

5、作為初始原料，180攝氏度的條件下反應(yīng)10個(gè)小時(shí)合成BiVO4-Bi(OH)C2O4 CMRs前驅(qū)體，為獲得介孔BiVO4-Bi2O3 CMRs，將前驅(qū)體于350攝氏度下退火4小時(shí)。制備的該介孔BiVO4-Bi2O3 CMRs在降解無色有機(jī)污染物苯酚和有色污染物甲基橙上有著良好的光催化性能?？梢姽庀鹿庹?小時(shí)苯酚的降解率達(dá)到96.3％，相比于單純的BiVO4、Bi2O3及BiVO4/Bi2O3混合物，其效率提高分別為48、192及160

6、倍。通過進(jìn)一步的表征驗(yàn)證了Z型結(jié)構(gòu)提高了其光催化性能。
　　3.二元異質(zhì)BiVO4/CuWO4-x復(fù)合納米顆粒的制備及其性能研究
　　本工作中我們通過簡單的兩步法合成二元異質(zhì)復(fù)合材料BWO4/CuWO4-x顆粒，首先用水熱法和高溫煅燒制備出顆?；頒uWO4-x，然后通過陽離子吸附在CuWO4-x模板的表面吸附上金屬離子Bi3+，再向溶液中滴加VO3-，反應(yīng)釜中140℃的條件下反應(yīng)12個(gè)小時(shí)得到BiVO4/CuWO4-x納米