鹵氧化鉍化合物的制備及其光敏化分解羅丹明B的研究.pdf

1、鹵化氧鉍近年來由于其在太陽能利用（如多相光催化）等領域表現(xiàn)出潛在的應用價值，從而引起人們極大的研究興趣。本論文中，我們提出一種以 NaBiO3為前驅物、借助氧化還原-水解法得到三種常規(guī)鹵氧化鉍化合物BiOX（X=Cl，Br,I）的制備工藝；在對其微結構與光學性質進行表征的基礎上，以羅丹明B為模型化合物，探討該BiOCl和BiOBr化合物對其羅丹明B分子的界面吸附與光敏化分解的行為與作用機理；最后通過計算不同模型化合物分子的前線分子軌道能

2、量，初步獲得其光敏化活性與模型化合物分子結構之間的“構-效”關系。主要的工作內(nèi)容如下：
　?。?）以 NaBiO3和鹵化氫水溶液為原料，通過氧化/還原-水解反應制備出相應的BiOX半導體化合物，通過SEM和TEM觀察可知BiOCl、BiOBr和BiOI的直徑分別約為690 nm，650nm和120nm，電子衍射結果清楚的顯示片狀的BiOX材料具有單晶結構，且該系列晶體的片狀平面均垂直于c軸（即[001]晶向）。紫外-可見漫反射光譜

3、測試可得知BiOCl、BiOBr和BiOI三種半導體化合物的吸收閥值約在374,434和682 nm處，經(jīng)計算所制備的BiOCl、BiOBr和BiOI三種半導體化合物的禁帶寬度為3.19 eV，2.75eV和1.76 eV；
　?。?）以RhB為模型化合物，系統(tǒng)研究了BiOCl和BiOBr對RhB的吸附動力學、熱力學以及等溫吸附行為。動力學研究結果表明BiOCl和BiOBr對RhB的吸附更符合擬二級動力學模型。Langmuir等溫

4、吸附模型的擬合結果顯示BiOCl對RhB的單層最大吸附量（11.3μmol g-1）略小于BiOBr（13.0μmol g-1）。Zeta電位測試結果顯示BiOCl和BiOBr的等電點約為2.2和3.4，因而可以推測在RhB水環(huán)境下（pH約為5），表面帶有大量負電荷的BiOCl和BiOBr可能會通過靜電作用實現(xiàn)對RhB的吸附；
　?。?）在532nm脈沖激光以及不同波段的氙燈光源（λ>400 nm，λ>420 nm，λ=550±1

5、5 nm）的照射下，發(fā)現(xiàn)在BiOCl和BiOBr本身并不能被光激發(fā)的前提下，也可有效地分解RhB分子，且UV-Vis和HPLC結果均證實RhB分子脫乙基過程和Rh100分子的形成；
　?。?）通過Gaussian03計算程序中的密度泛函B3LYP和MP2方法對三種常規(guī)分子（RhB，MO和MB）的若干前線分子軌道能量進行了計算，研究發(fā)現(xiàn) ELUMO數(shù)值越大，分子內(nèi)的光生電子則越有利于注入到半導體CB上，從而使得光敏化反應過程則更為明