鉍基材料的制備答辯

1、環(huán)境友好型鉍基材料的制備及其性能研究,班 級(jí)：應(yīng)化 122姓 名：景 凡指導(dǎo)老師：趙 潔答辯日期：2016-06-24,,,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),目 錄,1 研究背景及意義2 BiOCl的制備與表征3 Bi4NbO8Cl的制備與表征4

2、 Bi4NbO8Cl對(duì)鹽酸達(dá)克羅寧的光催化降解5 結(jié)論與展望,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),1 研究背景及意義,環(huán)境友好型鉍基材料屬于新型半導(dǎo)體光催化材料中非常有前景的一種。其價(jià)帶由O-2p和Bi-6s軌道雜化而成，這種特殊的結(jié)構(gòu)之所以使其光催化反應(yīng)的進(jìn)行更容易，是因?yàn)檫@種特殊結(jié)構(gòu)更有利于空穴的形成和流動(dòng)。 因此，如果制備出納米級(jí)別的層狀Bi4NbO8Cl，就很可能獲得

3、具有較高的光催化性能的光催化劑。 本課題的目的是制備出新型光催化材料，而催化劑的形態(tài)也是研究的重點(diǎn)。,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),2.1 BiOCl的制備,圖1 BiOCl的三種制備方案流程圖,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),2.2 BiOCl的XRD表征,圖2 a,b,c分別為三種方案產(chǎn)物的XRD衍射圖譜,,Xi’an

4、University of Technology西安理工大學(xué),圖3 不同pH條件下BiOCl產(chǎn)物的XRD圖譜,討論得：制備BiOCl的最佳pH為6,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),3.1 Bi4NbO8Cl的制備,圖4 溶液燃燒法合成Bi4NbO8Cl的流程圖,將一定量的NbCl5，Bi(NO3)3?5H2O和BiOCl在水里混合。尿素作為燃料和懸浮溶液加入混合物后，會(huì)在達(dá)到600 ℃

5、時(shí)燃燒，再恒溫煅燒6個(gè)小時(shí)。,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),3.2 Bi4NbO8Cl的XRD表征,圖4 Bi4NbO8Cl產(chǎn)物的XRD衍射圖譜,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),3.3 Bi4NbO8Cl的UV-vis表征,圖5 Bi4NbO8Cl產(chǎn)物的UV-vis圖,根據(jù)UV-vis處理可以得到，樣品吸收帶邊緣約在450 nm處，利用

6、禁帶寬度公式得出 Eg=2.75 ev。,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),3.4 Bi4NbO8Cl的SEM表征,圖6 Bi4NbO8Cl產(chǎn)物的SEM圖,根據(jù)SEM圖可看到Bi4NbO8Cl的分層片狀結(jié)構(gòu)。,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),4.1 光催化降解目標(biāo)物,鹽酸達(dá)克羅寧，又名1-(4-丁氧基苯)-3-(1-哌啶基)-1-丙酮鹽酸鹽。

7、室溫下為白色結(jié)晶粉末，其分子式為C18H28ClNO2，分子量325.88。 能阻斷各種神經(jīng)沖動(dòng)或刺激的傳導(dǎo)，抑制觸覺(jué)和痛覺(jué)，對(duì)皮膚有止痛、止癢及殺菌作用。,圖7 鹽酸達(dá)克羅寧結(jié)構(gòu)式,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),4.2 催化劑的量對(duì)光催化降解的影響,圖8 不同質(zhì)量的Bi4NbO8Cl對(duì)鹽酸達(dá)克羅寧的光催化降解,Bi4NbO8Cl降解鹽酸達(dá)克羅寧的最佳催化劑用量為 0.

8、050 g，180 min的降解率可達(dá)86.53 %。,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),4.3 溶液濃度對(duì)光催化降解的影響,圖9 不同濃度鹽酸達(dá)克羅寧水溶液的光催化降解,Bi4NbO8Cl降解鹽酸達(dá)克羅寧的最佳藥品用量為10 mg/L，180 min的降解率可達(dá)94.86 %。,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),4.4 溶液pH對(duì)光催化降解的影

9、響,圖10 不同pH條件下樣品的光催化效率,鹽酸達(dá)克羅寧在偏酸性條件下光催化降解率高于原溶液，而在堿性條件下，光催化效率大大被抑制。,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),4.5 循環(huán)使用次數(shù)對(duì)光催化降解的影響,圖11 Bi4NbO8Cl的循環(huán)使用對(duì)光催化的影響,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),5.1 結(jié)論,(1) BiOCl的最佳合成條件為：

10、pH為6的條件下110 ℃干燥12 h。Bi4NbO8Cl的最佳合成條件為：600 ℃煅燒6 h。(2) 最佳Bi4NbO8Cl的用量為 0.050 g時(shí)，降解率可達(dá) 86.53 %；最佳溶液濃度為 10 mg/L，降解率可達(dá) 94.86 %；最佳pH為 3.4，降解率可達(dá) 90.67 %； Bi4NbO8Cl可重復(fù)使用，重復(fù)使用率良好。,,Xi’an University of Technology西安理工大學(xué),5.2 展望,

11、(1) 溶液燃燒法優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)充分、制備時(shí)間短、操作步驟簡(jiǎn)單、制備的樣品性能比較好。但其性能仍需提高，應(yīng)繼續(xù)探究制備性能更好的光催化劑的實(shí)驗(yàn)條件和路線。(2) Bi4NbO8Cl的比表面積大，所以光催化效率優(yōu)良。但其表面積還能繼續(xù)擴(kuò)大，制備納米級(jí)別或者多孔的Bi4NbO8Cl是未來(lái)研究的方向。(3) 考慮到實(shí)際應(yīng)用中成本投入，以及材料可否重復(fù)利用的問(wèn)題，應(yīng)進(jìn)一步研究溶液燃燒法制備樣品的產(chǎn)率提高以及光催化性能的提升等問(wèn)題。,,歡迎各