2018.鉍系光催化劑的制備及光電催化技術(shù)在去除氣相氮氧化物中的應(yīng)用

1、學(xué)校代碼：10270分類號(hào)：O643學(xué)號(hào)：142200752碩士學(xué)位論文鉍系光催化劑的制備及光電催化技術(shù)在去除氣相氮氧化物中的應(yīng)用學(xué)院：生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院專業(yè)：物理化學(xué)專業(yè)研究方向：催化與動(dòng)力學(xué)研究生姓名：周紅君指導(dǎo)教師：張蝶青副教授完成日期：2017年3月上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I論文題目：鉍系光催化劑的制備及光電催化技術(shù)在去除氣相氮氧化物中的應(yīng)用學(xué)科專業(yè)：物理化學(xué)專業(yè)學(xué)位申請(qǐng)人：周紅君指導(dǎo)教師姓名：張蝶青摘要摘要進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)

2、，全球性大氣污染問(wèn)題已引起了世界各國(guó)的普遍關(guān)注，有兩個(gè)亟待解決的重大問(wèn)題——環(huán)境污染和能源短缺。如何更好、更有效地緩解這兩大問(wèn)題已經(jīng)成為越來(lái)越多科研工作者的新課題。水污染和空氣污染已經(jīng)是目前主要環(huán)境污染問(wèn)題，特別是近幾年來(lái)空氣污染嚴(yán)重，使得人類的生存環(huán)境和身體健康造成重大的威脅。中國(guó)能源以煤為主，我國(guó)煤炭使用量逐年上漲，呈直線上升。氮氧化物的排放量亦逐年遞增并趕超了二氧化碳的排放量。每年全世界直接排到大氣里面的氮氧化物超過(guò)三千萬(wàn)噸，并且

3、有不斷上升趨勢(shì)。氮氧化物的危害主要體現(xiàn)在一下方面：對(duì)人體健康產(chǎn)生危害；制約植物的生存和生長(zhǎng)；破壞臭氧層；形成酸雨和酸霧；參與光化學(xué)煙霧的產(chǎn)生。因此治理氮氧化物十分必要。本文主要是對(duì)減少空氣中氮氧化物的含量做研究。半導(dǎo)體光催化技術(shù)因其在環(huán)境凈化和能源再生方面的潛在應(yīng)用而備受關(guān)注。半導(dǎo)體吸附劑引起科學(xué)界普遍興趣主要原因有兩方面：一是能快速的吸附某些污染物；二是能利用光催化技術(shù)把這些污染物降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。在該領(lǐng)域的研究中，TiO

4、2因其光催化能力強(qiáng)，無(wú)毒，且簡(jiǎn)便易得，成本低廉，一直受到人們的高度關(guān)注。但由于其禁帶寬度較寬，只能吸收波長(zhǎng)較短的紫外光，太陽(yáng)光的利用效率很低。鎢酸鉍(Bi2WO6)是一種新型的可見(jiàn)光響應(yīng)光催化材料，其禁帶寬度窄(2.7eV)相對(duì)于TiO2的禁帶寬度（3.2eV）較窄，在紫外和可見(jiàn)光下都具有良好的光催化活性，能有效降解大氣和廢水中的有機(jī)污染物，受到了研究者的廣泛關(guān)注。同時(shí)，鎢酸鉍作為具備層狀結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單氧化物，電子和空穴的高復(fù)合率嚴(yán)重抑制了

5、其光催化性能。通過(guò)協(xié)同光催化技術(shù)與電催化技術(shù)，利用外加恒定電位或恒電流迫使電子定向移動(dòng)，避免電子和空穴復(fù)合，能夠延長(zhǎng)空穴的壽命，把催化劑固定在電極基底上，能夠解決催化劑的分離固定問(wèn)題，便于回收利用，為解決環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)高效凈化電廠尾氣，提供了高效的、安全的、經(jīng)濟(jì)的治理路徑。本文的研究?jī)?nèi)容分為以下幾個(gè)部分：1.論文先通過(guò)水熱法合成Bi2WO6模板，通過(guò)氫氣還原制備了Bi@WO3新型材料，通過(guò)控制合成溫度、煅燒時(shí)間，測(cè)試Bi@WO3活性；在