鉍系可見光催化材料的合成及應用.pdf

1、近年來,各種環(huán)境污染日趨嚴重,其中,影響最大的是化學污染。開發(fā)能把各種化學污染物無害化的實用技術是環(huán)境保護的關鍵。因而,開發(fā)高效、低能耗、適用范圍廣和有深度氧化能力的化學污染物清除技術一直是環(huán)保技術追求的目標。而光催化技術有著傳統(tǒng)的高溫、常規(guī)催化技術及吸附技術無法比擬的優(yōu)點,是一種具有廣闊應用前景的綠色環(huán)境治理技術。理想的光催化劑應當穩(wěn)定性好、價格低廉、無毒、高活性且能充分吸收太陽光。TiO2是目前被研究和應用最多的半導體光催化劑。但是

2、,較高的光生電子與空穴復合率導致TiO2的光量子效率較低；此外,由于帶隙較寬,其吸收光譜只占太陽光譜中很小的一部分,不能充分利用太陽能。新型光催化劑的研究焦點都放在二元或三元等復雜結構的氧化物上,人們希望能找到電荷分離效率高,光響應范圍較寬,能充分吸收利用太陽光且光催化效率較高的光催化劑。含Bi的金屬復合氧化物可作為具有可見光響應的新型光催化劑,成為近年來光催化領域的研究熱點。本論文主要進行鉍系復合氧化物納米材料的制備及光催化性能研究。

3、
　　 采用共沉淀法合成的Bi2MoO6化合物,XRD表征結果表明,在400℃下焙燒的樣品具有較好的結晶性,并生成了純相的Bi2MoO6。TEM表征顯示,Bi2MoO6為多孔結構。在水溶液懸浮體系中進行可見光照射下的甲基橙的光催化降解實驗,實驗發(fā)現(xiàn)樣品在可見光照射下對甲基橙均具有較好的光催化降解性能,且120℃、200℃下焙燒得到的Bi2MoO6具有更好的催化效果,這可能是由于其具有多孔的結構。
　　 采用浸漬法合成的B

4、i2MoO6/NaY(BM)材料,灼燒溫度較高時得到的晶體較完整,結晶程度高。TEM表征顯示,Bi2MoO6成功負載在分子篩上,且負載后制得的Bi2MoO6的大小不超過10nm。EDAX表征顯示,BM納米晶中,Bi的含量大于2倍Mo的含量,主要是由于一部分鉍以BiO+或Bi3+形式存在于分子篩孔道內,導致產(chǎn)率小于100％。將抗菌材料涂抹在霉菌上,并利用顯微鏡觀察、拍照的方法檢測材料的抗菌能力。結果顯示,紫外光連續(xù)照射時,BM-400的抗

5、菌效果最好。在水溶液懸浮體系中進行可見光照射下的甲基橙的光催化降解實驗,發(fā)現(xiàn)樣品在可見光照射下對甲基橙均具有較好的光催化降解性能,且120℃下焙燒得到的Bi2MoO6具有最好的催化效果,高的催化活性主要是由于Bi2MoO6的顆粒小而引起的高的比表面,延長半導體光催化劑光生電子和空穴的再結合時間。
　　 采用浸漬法合成了BiVO4/NaY(BV)材料,對于低負載量的BV,XRD表征發(fā)現(xiàn),BiVO4和NaY的特征峰都不明顯,TEM顯

6、示,BiV4成功負載在分子篩上,且負載后制得的BiV04的大小不超過10rim。對于高負載量的BV納米晶,XRD表征發(fā)現(xiàn),BiVO4的特征峰很明顯,但NaY的衍射峰相對較弱,且隨著溫度的升高,晶體較完整,結晶程度高。TEM顯示,BiVO4成功負載在分子篩上。EDAX表征結果顯示,Bi的含量大于V的含量,主要是由于一部分鉍以BiO+或Bi3+形式存在于分子篩孔道內。在水溶液懸浮體系中進行可見光照射下的甲基橙的光催化降解實驗,發(fā)現(xiàn)樣品在可見

7、光照射下對甲基橙均具有較好的光催化降解性能,且低負載量比高負載量的BV具有更好的催化效果,說明增加BiVO4在BV中的相對含量不利于光催化反應。主要是由于高負載量的BiVO4堆積在BV表面,不能充分的與甲基橙反應。
　　 采用共沉淀法合成的BiVO4化合物,XRD表明,400℃時的衍射峰幾乎與BiVO4的JCPDS83-1700標準卡完全吻合,說明高溫下結晶程度好,晶粒較大。從紫外-可見漫反射光譜的主要吸收邊可以估算BiVO4的