CaBiO2Cl光催化劑的制備、表征及其改性研究.pdf

1、光催化材料因能有效地利用太陽光，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和有機(jī)物的光降解，引起了科學(xué)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。在光催化劑領(lǐng)域，TiO2作為成熟產(chǎn)品已經(jīng)被應(yīng)用于不同領(lǐng)域，但由于TiO2具有較寬的禁帶寬度（銳鈦礦TiO2約為3.2 eV），僅能響應(yīng)太陽光中的紫外光，而紫外光僅占太陽光的一小部分（<5％），大幅度限制了它的廣泛應(yīng)用。為了避免上述缺陷，人們致力于開發(fā)新型高效可見光響應(yīng)型光催化劑。近年來，鉍系氯氧化物由于其獨特的層狀結(jié)構(gòu)和高的化學(xué)價態(tài)，作為一種的

2、新型光催化劑表現(xiàn)出很大的應(yīng)用前景。CaBiO2Cl是一典型鉍系氯氧化合物，在一定的光照條件下可降解有機(jī)物，并且有著很高的光催化活性。本文主要對CaBiO2Cl材料的制備、修飾改性及其光催化性能進(jìn)行研究，主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　(1)以KCl、Bi(NO)3·5H2O、CaCO3為原料，采用高溫固相法成功制備出CaBiO2Cl光催化劑，并通過 X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和紫外-可見漫反射光譜（DRS）檢測

3、技術(shù)對其進(jìn)行分析表征，并考察了固相反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間對催化劑合成的影響。分析結(jié)果表明：在800℃的條件下高溫固相燒結(jié)36 h是CaBiO2Cl光催化劑制備的最佳條件。經(jīng)過可見光（λ>420 nm）照射下，亞甲基藍(lán)溶液（MB，10 mg/L）的降解來評價其光催化性能。結(jié)果表明，800℃的條件下高溫固相燒結(jié)36 h的CaBiO2Cl光催化劑光照180 min后對MB的降解率可達(dá)到81.98%。
　　(2)采用高溫固相法成功制備出Ag修

4、飾改性CaBiO2Cl光催化劑，并選用XRD、SEM、EDS、DRS等技術(shù)對其進(jìn)行分析表征。結(jié)果表明，Ag離子的加入沒有改變CaBiO2Cl的物相結(jié)構(gòu)，與未添加AgNO3的CaBiO2Cl樣品相比，Ag-CaBiO2Cl樣品的結(jié)晶度明顯提高，并且磚狀顆粒進(jìn)一步生長?？梢姽庀抡丈湎陆到鈦喖谆{(lán)溶液（MB、10 mg/L）來評價其光催化性能。當(dāng)添加的AgNO3濃度為10 mol%時，對亞甲基藍(lán)MB溶液的降解率為96.73%。Ag-CaBiO

5、2Cl結(jié)晶度的提高可以有效地降低光生電子-空穴對的復(fù)合；此外，Ag+能夠捕獲光生電子從而降低光催化劑界面電子-空穴的復(fù)合率，這也是其光催化活性提高的一個重要因素。
　　(3)選用尿素為氮源，采用高溫固相法成功制備出N修飾改性CaBiO2Cl光催化劑，并對其進(jìn)行分析及表征。當(dāng)尿素的加入量為20 mol%時，對亞甲基藍(lán)MB（10 mg/L）溶液的降解率為94.55%。N-CaBiO2Cl光催化劑光催化性能提高的主要原因是結(jié)晶度提高可以