鉍氧鹵復(fù)合光催化劑的制備、熱穩(wěn)定性及光催化性能研究.pdf

1、鉍氧鹵BiOX(X=Cl、Br、I)是鉍系半導(dǎo)體材料中一類具有特殊層狀結(jié)構(gòu)和高光催化性能的新型光催化劑。鉍氧層與鹵素原子層間存在著強(qiáng)內(nèi)在電場，可有效促進(jìn)光生電子-空穴對(duì)的分離，促使 BiOX呈現(xiàn)出良好光催化活性，從而徹底降解礦化各種污染物為無毒的CO2、H2O等小分子。同時(shí)，鉍氧鹵的光催化活性與其組成密切相關(guān)，通常由兩種鹵原子組成的BiOXxY1-x復(fù)合材料光催化性能要明顯高于純BiOX。
　　本文以可見光降解羅丹明B或酸性橙II

2、為探針反應(yīng)，研究了在經(jīng)過不同溫度熱處理后BiOXxY1-x光催化性能和結(jié)構(gòu)的變化關(guān)系。通過 X射線粉末衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、熱重分析(TG)、氮?dú)馕锢砦?、紫?可見漫反射吸收光譜(UV-vis DRS)和傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)等表征手段，考察了催化劑的熱穩(wěn)定性和熱處理對(duì)BiOXxY1-x晶相、物相組成、形貌、光吸收及光催化性能等的影響。主要研究內(nèi)容如下：
　　1.采用共沉淀法制備 BiOCl0.5Br0.

3、5復(fù)合微米球光催化劑，再在不同溫度下對(duì)復(fù)合物進(jìn)行煅燒，考察了其熱穩(wěn)定性及熱處理對(duì)光催化性能的影響。結(jié)果表明，從室溫至500℃內(nèi)，復(fù)合物穩(wěn)定性較好，物相組成沒有發(fā)生改變，適宜溫度煅燒有利于提高催化劑的結(jié)晶度，結(jié)晶度的增加可加速光生電子-空穴對(duì)的分離而產(chǎn)生更多的活性自由基，進(jìn)而促使光催化活性的提高，至450℃時(shí)活性最高；當(dāng)熱處理超出500℃后，復(fù)合物中的 Br組分逐漸釋放而轉(zhuǎn)化為 Bi24O31Br10，最終復(fù)合組分是以Cl構(gòu)成的物相為主，

4、但尚可維持完整微球結(jié)構(gòu)；當(dāng)繼續(xù)升溫后BiOCl0.5Br0.5組成遭到破壞，比表面積與表面羥基數(shù)量減少，由此促使光催化活性逐漸減弱。
　　2.采用溶劑熱法制備BiOBrxI1-x系列復(fù)合光催化劑，同樣通過熱處理考察了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性及煅燒后光催化性能的變化。其結(jié)果表明，熱穩(wěn)定性方面，BiOBr0.25I0.75

5、性能方面，熱處理導(dǎo)致復(fù)合材料光吸收能力減弱，比表面積減小，表面羥基數(shù)量減少，由此造成了光催化活性下降。
　　3.采用溶劑熱法制備BiOClxI1-x系列復(fù)合光催化劑，復(fù)合材料煅燒前后結(jié)構(gòu)和光催化性能變化的結(jié)果表明，BiOCl0.25I0.75熱穩(wěn)定性較差，煅燒至400℃后I從復(fù)合組分中釋放生成Bi5O7I，而BiOCl0.5I0.5和BiOCl0.75I0.25卻在更高的熱處理溫度后才出現(xiàn)相轉(zhuǎn)變；復(fù)合材料在經(jīng)過熱處理后由于光吸收性