12146.氧化鋅和氧化鉍系的制備及其光催化性能研究

1、碩士學位論文氧化鋅和氧化鉍系的制備及其光催化性能研究ThePreparationandPhotocatalyticActivityInvestigationofZincox：ideandBismuth0xide學號：21307248完成日期：2Q!魚生Q墨旦大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要半導體光催化技術(shù)，以清潔能源太陽能激發(fā)光催化反應(yīng)降解環(huán)境污染物，降解率高且無二次污染，

2、是一種處理廢水的環(huán)境友好型技術(shù)，現(xiàn)已成為工業(yè)應(yīng)用和實驗室的研究趨向。寬禁帶半導體ZnO，可受紫外光激發(fā)產(chǎn)生活性物種氧化降解有機污染物，其禁帶寬度與Ti02接近，具有較大的激子束縛能，且價格低廉，對紫外光的響應(yīng)更強等優(yōu)勢，作為半導體光催化劑己成為該領(lǐng)域的研究重點。然而較寬的帶隙限制了光吸收性能，近年來，人們逐漸研發(fā)出更多具有可見光響應(yīng)的光催化劑，窄禁帶寬度半導體Bi203及其改性物即是此中很受歡迎且具有應(yīng)用前景的光催化劑。Bi203可受可

3、見光激發(fā)發(fā)生光生電子躍遷發(fā)生氧化還原等反應(yīng)去除污染物。作為氧化鉍系非化學計量相Bi20233，其諸多物理化學性質(zhì)被研究，但其光吸收性能和光催化活性尚未明確?；谝陨嫌懻搩?nèi)容，本文主要開展了以下研究工作：(1)運用超(亞)臨界水熱合成法制備納米ZnO，考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、反應(yīng)物堿的濃度和種類對納米ZnO尺寸及形貌的影響，探討了ZnO晶體的生長機制。選取不同形貌的納米ZnO為光催化劑，在紫外光的激發(fā)下降解RhB，考察納米ZnO的光催化

4、活性，并考察光催化反應(yīng)的過程參數(shù)對RhB光降解率的影響。實驗表明，比表面積和孔容最大、禁帶寬度相對窄的納米ZnO的光催化活性最高，6h后的光降解率可達到9997％，其反應(yīng)動力學常數(shù)是直接光解的24倍。(2)運用共沉淀法制各Bi203微粒，添加表面活性劑制備形貌不同的Bi203微粒，對Bh03進行摻雜貴金屬Ag改性并改變Ag的摻雜量，并以模擬太陽光為光源降解RhB考察其光催化活性。實驗表明，表面活性劑SDS使Bi203微粒呈類球形，其禁帶

5、寬度最小且光催化活性最高，150rain之后RhB的光降解率為8560％，反應(yīng)動力學常數(shù)是直接光解的1445倍。摻雜量3％的AgBi203的光催化活性最高，120rain之后RhB的光降解率達到9502％，反應(yīng)動力學常數(shù)是直接光解的4877倍，是純Bi203的278倍。(3)制備并改性了Bh0233微粒，摻雜Ag并改變摻雜量，并首次以Bi20233為光催化劑，以模擬太陽光為光源降解RhB，考察其光催化活性。實驗表明，Ag摻雜量為6％的催