鉍基納米結(jié)構(gòu)的可控合成及其光催化性能研究.pdf

1、隨著生活水平的改善,人們的環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng),半導(dǎo)體光催化技術(shù)是一種新型環(huán)境污染治理方法,光催化反應(yīng)以紫外光或可見(jiàn)光作為能量驅(qū)動(dòng)源,其最終產(chǎn)物為CO2和H2O,該技術(shù)綠色環(huán)保,具有極大的應(yīng)用前景。鉍基納米結(jié)構(gòu)是一類新型高效的光催化材料,本文對(duì)該系列化合物中的BiOCl和Bi2WO6材料的溶劑熱法可控合成及其光催化性能做了系統(tǒng)性的研究。
　　采用非模板低溫溶劑熱法合成了BiOCl介孔納米結(jié)構(gòu),采用尿素作為晶體生長(zhǎng)控制劑來(lái)調(diào)節(jié)樣品的顯微

2、結(jié)構(gòu),隨著尿素濃度的增加,BiOCl的顯微結(jié)構(gòu)可以從無(wú)孔結(jié)構(gòu)過(guò)渡到介孔納米結(jié)構(gòu),介孔樣品顯示出了更高的光催化性能。采用浸漬法對(duì)BiOCl介孔納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行Pt貴金屬修飾,結(jié)果顯示 Pt以納米顆粒的形式分散在BiOCl納米片的表面,修飾后樣品的光催化活性得到改善,且改變了樣品光催化降解甲苯氣體的反應(yīng)路徑,抑制了二次污染物甲醛的產(chǎn)生。當(dāng)采用熱處理對(duì)樣品進(jìn)行氧空位缺陷控制時(shí),發(fā)現(xiàn)熱處理同樣具有增強(qiáng)樣品光催化性能、抑制甲醛生成的作用,并認(rèn)為這與熱

3、處理引起的氧空位缺陷增加有關(guān)。
　　對(duì)BiOCl介孔納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)制所進(jìn)行的研究表明,構(gòu)成納米結(jié)構(gòu)的納米片單元生長(zhǎng)遵守Orientated-Attachment機(jī)制。當(dāng)在合成BiOCl樣品的溶劑熱體系中引入W元素時(shí),發(fā)現(xiàn)在Bi-W-Cl-O溶劑熱體系中,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,BiOCl相先生成,而后逐漸向Bi2WO6相演化,隨著B(niǎo)iOCl相逐步溶解,溶液中析出的離子重新按照Orientated- Attachment機(jī)制形成Bi2WO

4、6納米結(jié)構(gòu)。分析結(jié)果表明,在乙二醇構(gòu)成的溶劑熱體系中,鉍基光催化材料納米結(jié)構(gòu)傾向于按照Oriented-Attachment機(jī)制進(jìn)行生長(zhǎng)。
　　通過(guò)控制Bi-W-Cl-O溶劑熱體系的反應(yīng)過(guò)程,可以得到量子點(diǎn)修飾的Bi2WO6納米結(jié)構(gòu),樣品在可見(jiàn)光輻照下能夠高效的光催化降解羅丹明B染料。類似的,當(dāng)采用尿素作為Bi2WO6顯微結(jié)構(gòu)控制劑時(shí),發(fā)現(xiàn)隨著尿素量的增加,產(chǎn)物由BiOCl相過(guò)渡到Bi2WO6相,且納米結(jié)構(gòu)的外形由微球結(jié)構(gòu)演化為納