鉍系光催化材料的制備及其性能的研究.pdf

1、ffrlllJlllrllllllllJllllrlllllllfllllllllllY3262204單位代碼10476學(xué)號(hào)L403283108分類號(hào)069河南鉀粒大孝碩士學(xué)位論文(專業(yè)學(xué)位)鉍系光催化材料的制備及其性能的研究專業(yè)學(xué)位領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位類別申請(qǐng)人指導(dǎo)教師：材料化學(xué)與應(yīng)用：工程碩士：張鵬：劉玉民副教授二。一七年四月摘要JIIIIIIIIIIIII[111IIIIIIfY3262204當(dāng)今世界，科技的迅速發(fā)展給人類帶來(lái)諸多便利的同

2、時(shí)，環(huán)境污染問(wèn)題和能源緊缺問(wèn)題也隨之而來(lái)，且已經(jīng)成為威脅人類未來(lái)生存發(fā)展的嚴(yán)峻問(wèn)題。半導(dǎo)體光催化技術(shù)的出現(xiàn)，包括光催化降解有機(jī)污染物和光催化分解水制氫技術(shù)有望成為解決這兩個(gè)問(wèn)題的有效手段，因此開(kāi)發(fā)研究新型的半導(dǎo)體光催化劑意義重大。本文制備了三種鉍基半導(dǎo)體光催化材料(BiP04／W03，Bi2M006／Cu(OH)2，CdSQDs／Bi2M006)，利用XRD、SEM等表征手段對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行分析，通過(guò)光催化降解染料和光催化分解水實(shí)驗(yàn)

3、評(píng)價(jià)其光催化性能，主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)采用水熱法合成了BiP04AV03復(fù)合光催化材料，以羅丹明B模擬染料廢水，研究不同摻雜比例復(fù)合材料的光催化性能。結(jié)果表明，當(dāng)復(fù)合材料中BiP04與W03的摩爾比為1：2時(shí)，所得BiP04廠W03復(fù)合光催化劑具有最高的光催化活性，在300W氙燈照射下，2h內(nèi)可以使羅丹明B的降解率達(dá)到7723％，與純BiP04相比性能得到明顯提高。光催化活性提高的原因在于BiP04與W03相互匹配的能帶結(jié)構(gòu)，促使了

4、光生電子和空穴的遷移；此外，W03的加入使BW04的光吸收范圍擴(kuò)展至可見(jiàn)光區(qū)域，提高了其對(duì)太陽(yáng)光的利用率，因此復(fù)合樣品的光催化性能得以提升。通過(guò)自由基捕獲實(shí)驗(yàn)探討B(tài)iPOdW03復(fù)合材料的光催化機(jī)理，結(jié)果表明，復(fù)合材料中光生空穴是羅丹明B光催化降解過(guò)程中的主要活性物質(zhì)。(2)以硝酸鉍和鉬酸鈉為原料，利用溶劑熱法在120℃下反應(yīng)12h合成微球結(jié)構(gòu)的Bi2M006，再通過(guò)共沉淀法將Cu(OHh沉積到Bi2M006表面合成Bi2MoOdCu(

5、OII)2復(fù)合光催化劑。光催化實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明，純的Bi2M006具有光催化分解水制氫的性能，對(duì)于復(fù)合材料來(lái)說(shuō)，當(dāng)Cu(OHh的負(fù)載量為1％時(shí)，復(fù)合樣品的光催化性能達(dá)到最佳，在300W氙燈照射下，6h內(nèi)Bi2MoOs／Cu(OH)2復(fù)合材料的產(chǎn)氫效率能夠達(dá)到45183J_unolh“191，與純的Bi2M006相比表現(xiàn)出明顯提高的光催化分解水制氫性能。Cu(OH)2作為助催化劑，能夠捕獲Bi2M006激發(fā)所產(chǎn)生的電子，從而促進(jìn)電子和空穴的