BiOBr及其復合材料的制備與光催化性能.pdf

1、當今社會，環(huán)境污染是全球經濟可持續(xù)發(fā)展中遇到的重大社會問題之一，也是許多科學家們研究的熱點問題之一。半導體光催化技術以其環(huán)保、能耗低、無二次污染等優(yōu)點，在應對和解決水污染和空氣污染方面越來越受到人們的關注。盡管二氧化鈦(TiO2)是目前光催化領域中最為廣泛研究的半導體催化劑。然而，由于其較大的帶隙能(3.2eV)，只能被紫外光(λ<380nm)激發(fā)，對太陽能的利用率較低。因此，開發(fā)具有可見光響應的光催化劑成為許多研究者的新方向。

2、　　在本文中，以新型可見光催化劑BiOBr為研究對象，通過晶面/形貌調控、原位復合、量子點沉積復合等途徑進一步促進了BiOBr的光生電子-空穴的分離效率和拓寬其光響應范圍。通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、能量散射X射線譜(EDS)、透射電鏡(TEM)、X射線粉末衍射儀(XRD)、紫外-可見漫反射光譜(UV-Vis DRS)、熒光光譜(PL)、比表面積和光電流測試等手段，對催化劑樣品的形貌、晶相結構、光吸收性能、表面元素分析、比

3、表面大小、光生載流子的分離效率等進行了研究分析，本論文主要包括以下三個體系:
　　(1)具有高(001)面暴露率的BiOBr正方片的制備及其可見光降解甲基橙（MO）的研究。采用簡單的溶劑熱法，調節(jié)混合溶劑中水和乙二醇的體積比，制備出不同形貌的BiOBr晶體，其(001)面暴露率不同。通過在可見光下降解甲基橙實驗，研究其光催化活性與(001)面的暴露率的變化關系。研究表明，當水和乙二醇的體積比為1:1時，合成的BiOBr正方片具有（

4、001）面的暴露率高，比表面積較大的優(yōu)點?？梢姽庀鹿獯呋到鈱嶒灡砻鳎珺iOBr正方片樣品表現(xiàn)了最高的光催化活性，(001)面暴露率是影響光催化活性主要因素，比表面積大小是影響活性的次要因素。
　　(2)BiOBr@Bi2S3的原位合成及其可見光降解甲基橙（MO）的研究。以乙二醇為溶劑，溶劑熱法合成BiOBr空心微球，以Na2S為硫源，通過簡單的離子交換在BiOBr表面原位合成Bi2S3，制備出新型BiOBr@Bi2S3核殼結構復

5、合光催化劑。通過控制硫源的量，探討不同Bi2S3含量的BiOBr@Bi2S3復合樣品光催化降解MO活性。研究表明，復合樣品都展現(xiàn)了強的可見光響應。與單純的BiOBr和Bi2S3相比，所有的BiOBr@Bi2S3復合樣品在可見光下的降解活性都顯著增強。當Bi2S3摩爾百分比為8％時，BiOBr@Bi2S3樣品光催化活性最高。BiOBr@Bi2S3樣品活性增強的主要原因是Bi2S3和BiOBr表面間形成的緊密異質結，加快了光生電子-空穴的有

6、效分離。對降解過程中活性物種的分析可知，?O2-起主要作用。
　　(3)QDs-CdSe/BiOBr復合微球的制備及其可見光還原Cr（VI）性能研究。首先通過醇熱法制備BiOBr微球，并用硅烷偶聯(lián)劑修飾使其表面帶正電；在堿性條件下對Se粉進行還原，用巰基乙酸修飾制備表面帶負電CdSe量子點溶膠。利用化學浴沉積法，通過靜電作用將CdSe量子點沉積在BiOBr微球表面。通過二者的復合，提高載流子的分離效率并拓寬光吸收范圍，從而提高了材