1768.鹵氧化鉍基光催化劑的制備及性能研究

1、分類號TQ13單位代碼10447密級無學(xué)號1410180102碩士學(xué)位論文鹵氧化鉍基光催化劑的制備及性能研究PreparationphotocatalyticpropertiesofBiOXbasedphotocatalysts作者姓名呂冬冬呂冬冬專業(yè)名稱材料物理與化學(xué)料物理與化學(xué)指導(dǎo)教師姓名蒲錫鵬蒲錫鵬教授教授學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院論文提交日期2012017年6月聊城大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要目前，隨著環(huán)境污染和能源短缺

2、的日益嚴(yán)重，環(huán)境污染治理和新能源技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外科研工作者高度關(guān)注的研究方向。半導(dǎo)體光催化技術(shù)在太陽能轉(zhuǎn)換、污水和空氣污染治理領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力，而受到廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體光催化劑，例如TiO2和ZnO等，具有原料來源豐富，合成成本較低，無毒和化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在過去的四十多年得到了廣泛關(guān)注和深入研究。但是，研究發(fā)現(xiàn)這些傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料由于禁帶寬度大的原因，只能響應(yīng)占太陽光能量比例較少的紫外光，導(dǎo)致光催化材料對太陽光的利用率低

3、；同時，由于光生電子和空穴不能得到有效分離，光催化材料對光子的轉(zhuǎn)換效率低，也嚴(yán)重限制了其光催化活性的提高。為了解決上述問題國內(nèi)外學(xué)者一直在努力開發(fā)和探索具有可見光活性的新型光催化材料。鹵氧化鉍是典型的P型半導(dǎo)體，具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)，使得其具有良好的光學(xué)和電學(xué)性能；另外，鹵氧化鉍具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間形成的內(nèi)電場有助于電子的轉(zhuǎn)移。因此，該材料在光催化方面具有很大應(yīng)用潛力。目前鹵氧化鉍材料的制備方法主要有水解法、溶劑熱法和水熱法等，

4、但是制備過程復(fù)雜，條件要求苛刻。另外，鹵氧化鉍光催化材料的量子效率低也嚴(yán)重影響了其光催化活性，還具有較低的太陽光利用率等缺點(diǎn)。為克服上述缺陷并進(jìn)一步提高其光催化性能，本學(xué)位論文分別采用燃燒法和酸腐蝕法制備了一系列高活性的BiOX半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料。具體研究工作如下：（1）采用燃燒法制備了可磁性分離的NiFe2O4BiOBr復(fù)合光催化材料。NiFe2O4BiOBr異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以導(dǎo)致光生電子和空穴在空間上的有效分離，大幅提高了材料的光催化活

5、性；另外，借助于NiFe2O4的順磁性，該復(fù)合材料可以在外磁場作用下，實(shí)現(xiàn)方便快捷的磁性回收。（2）采用一步燃燒法制備了BiVO4BiOCl復(fù)合光催化材料。借助于BiVO4材料的敏化作用，BiVO4BiOCl復(fù)合材料比單體BiOCl對可見光的吸收能力更大，可以更加高效的利用太陽光；另外，通過構(gòu)建BiVO4和BiOCl異質(zhì)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了光生電子和空穴的有效分離，提高了對RhB的降解活性。（3）采用酸腐蝕法成功制備了BiOBrBi2Sn2O7