鉍系光催化劑的合成、表征及可見光催化性能研究.pdf

1、半導體納米材料因其優(yōu)異的光學性能、催化性能及力學、磁學等方面的特性引起了廣泛關注。半導體Bi2O3的帶隙能為2.8 eV,BiVO4的帶隙能為2.4 eV,因此其在可見光區(qū)具有一定的吸收,可以作為可見光催化的備選材料。本文采用水熱法制備了不同形貌和結(jié)構(gòu)的納米結(jié)構(gòu)氧化鉍和釩酸鉍材料,利用掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射(XRD)、熱重-差熱分析(TG-DTA)、透射電鏡(TEM)、紫外可見漫反射光譜(UV-Vis)等對所制備的材料進

2、行表征,并對不同形貌的材料在可見光下的催化活性進行了系統(tǒng)的研究。具體工作如下:
　　 1.通過L-賴氨酸修飾的草酸鹽前驅(qū)體法,首次合成了具有篩網(wǎng)孔狀的二維α-氧化鉍單晶納米片。通過調(diào)節(jié)水熱體系的pH值和氨基酸的用量,成功的控制了草酸鉍前驅(qū)體的晶型、形貌和結(jié)構(gòu),得到具有亞微米棒,亞微米片,納米片,納米片組成的花球等多種形貌的草酸鉍納米結(jié)構(gòu)。將草酸鉍前驅(qū)體在不同溫度下分解,得到了保持前驅(qū)體形貌,晶型分別為四方相和單斜相氧化鉍納米材料

3、。
　　 以合成的不同形貌、不同晶型的氧化鉍為研究對象,探討材料的晶型、形貌對光催化性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),產(chǎn)物的晶型和形貌對光催化活性有明顯的影響,即產(chǎn)物形貌一定的情況下,四方相Bi2O3有較強的催化活性；晶型一定的情況下,篩網(wǎng)狀納米片表現(xiàn)出更強的光催化活性。
　　 2.以五水合硝酸鉍Bi(NO3)3·5H2O和偏釩酸銨NH4VO3為原料,水熱合成釩酸鉍。通過控制水熱體系的溫度,原料的配比以及選擇合適的模板劑(十二萬基硫