聲化學(xué)及非金屬改性BiOCl光催化劑的制備及其光催化性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化技術(shù)作為一種高效、綠色去除有機(jī)污染物的方法，其在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。BiOCl是一種高效穩(wěn)定的新型光催化劑，具有材料易得、制備方法簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前大多數(shù)的BiOCl改性集中在貴金屬沉積和構(gòu)筑金屬半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)等方法上，相對(duì)來(lái)說(shuō)，聲化學(xué)及非金屬改性BiOCl光催化劑的研究鮮有報(bào)道。本文以提高BiOCl光催化活性為目標(biāo)，首先系統(tǒng)研究了不同乙二醇濃度和不同超聲時(shí)間對(duì)BiOCl結(jié)構(gòu)和光催化性能的影響。然后

2、在最佳乙二醇濃度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了非金屬單質(zhì)摻雜及非金屬化合物復(fù)合對(duì)BiOCl的結(jié)構(gòu)和光催化性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.采用聲化學(xué)輔助溶劑熱法合成了系列BiOCl納米片光催化劑?？疾炝瞬煌叶?EG)濃度和超聲時(shí)間對(duì)BiOCl光催化性能的影響。研究結(jié)果表明，適當(dāng)?shù)某晻r(shí)間和EG/H2O體積比有利于催化劑比表面積的提高，同時(shí)可以豐富催化劑表面羥基(-OH)的數(shù)量和提高光生電子和空穴的分離效率。當(dāng)超聲時(shí)間為60 mi

3、n，乙二醇和水(EG/H2O)體積比為1/4時(shí)，合成的BiOCl表現(xiàn)出最佳的光催化活性。
　　2.采用簡(jiǎn)單的溶劑熱法制備了非金屬元素(F/B)摻雜BiOCl納米片光催化劑。表征分析結(jié)果表明，非金屬元素(F/B)摻雜能增大催化劑的比表面積、細(xì)化顆粒尺寸、減少光生電子和空穴的復(fù)合和提高載流子的利用率。考察了降解多種有機(jī)污染物的光催化性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，非金屬元素(F/B)摻雜能有效提高BiOCl的光催化性能。
　　3.采用簡(jiǎn)

4、單的溶劑法制備了SiO2/BiOCl納米片光催化劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)SiO2的復(fù)合量為1.88%時(shí)，SiO2/BiOCl表現(xiàn)出最佳的光催化降解活性。SiO2的存在不僅能改善催化劑的表面性能和增大催化劑的比表面積，而且SiO2表面的缺陷位點(diǎn)是很好的電子陷阱，能加快電子和空穴的分離效率，提高催化劑的光催化活性。循環(huán)降解實(shí)驗(yàn)表明，SiO2/BiOCl復(fù)合光催化劑具有很好的穩(wěn)定性。
　　4.在SiO2改性BiOCl光催化劑的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步