10477.fe2o3biocl系列復合材料的制備及其光催化性能研究

1、Fe：0。／BiOCl系列復合材料的制備及其光催化性能研究摘要光催化技術是一種新型的環(huán)境友好型高級氧化現(xiàn)代處理技術，其在環(huán)境能源方面有著廣泛的應用前景。經近年來的研究發(fā)現(xiàn)氯氧化鉍在光催化方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，是因為BLOCl本身特殊的片層結構和其具有適當?shù)慕麕挾?，特別是其在可見光區(qū)有吸收。本論文選擇BiOCI為基礎材料，制備Fe203／BiOCl系列復合光催化劑(兩步法制備毛刺狀Fe203／BiOCl復合材料，一步法合成Fe203／B

2、iOCl，F(xiàn)e203@Si02／BiOCl復合材料)并對其進行了較為深入和系統(tǒng)的研究。本實驗選擇Fe203作為目標材料進行復合主要是因為Fe203有以下幾方面的優(yōu)點：首先，F(xiàn)e203的量較豐富、成本低、無污染，常被廣泛應用于生物傳感器，磁性材料，光催化劑，鋰離子電池等方面；其次，其能帶能夠很好的和BiOCl的能帶相匹配，這樣有利于光生電子從一種材料轉移到另一種材料上；最后，在rl型Fe203和p型的BiOCl半導體之間容易形成一個穩(wěn)定的

3、異質結，有利于分離光生電子和空穴，有效地防止他們的復合。本論文首先以兩步法合成毛刺狀氧化鐵負載BiOCl，其中合成的特殊形貌的Fe203增大了材料的比表面積，采用XRD、SEM、XPS、EDS、UVVis等一系列表征來識別其相態(tài)、形貌、價態(tài)以及光學特性。選擇羅丹明B作為模擬污染物在可見光下進行光催化性能實驗。其在400～550nlTl的可見光波長區(qū)間有強而寬的吸收峰，研究結果表明Fe203／BiOCl復合材料具有較高的光催化活性，在較短

4、時間內即可降解污染物，相比于純的BiOCl有很大的提高。其次，成功的用一步水熱法制備復合材料Fe203／BiOCl，以六水合三氯化鐵和五水合硝酸鉍為原料，此制各方法簡單，操作簡便。此過程探究了不同反應條件對其形貌性能的影響，如水熱反應的溫度，反應體系，復合物中Bi與Fe的摩爾比等，經過多種手段對材料進行了分析表征。進一步對其與純的BiOCI進行了性能的研究，均取50mg樣品，相同的條件下做光催化實驗，結果發(fā)現(xiàn)復合材料經過120rain后

5、砒1B能夠完全降解，純的BiOCl對RhB的降解率只達到45％，這表明復合材料的光催化活性明顯優(yōu)于純的BiOCl。最后，成功制備了Fe203@Si02／BiOCl復合材料，通過將高溫煅燒前后的Fe203@Si02與五水合硝酸鉍進行水熱反應制得目標產物，通過用SEM、XPS、XRD和UVⅥs等一系列手段對所得樣品的形貌、價態(tài)、物相和光學特性等進行了表征測試。實驗結果表明，高溫煅燒后的Fe203@giG2負載BiOCl復合材料的晶型更好，粒

6、徑較小，增加了其比表面積。相對于純的BiOCl表現(xiàn)更優(yōu)越的性能，進而促進了其在環(huán)境污染等方面的應用。關鍵詞：光催化：三氧化二鐵；氯氧化鉍；羅丹明BFe：0。／BLOCl系列復合材料的制備及其光催化性能研究IIIFe，etcthroughvariousmeansofmaterialwerecharacterizedItfurtherwithpureperformanceBiOCIstudied，Wetake50mgsamplesdopho

7、tocatalysisexperimentsunderthesameconditions，andfoundthatafter120minaftercompositescancompletelydegradeRhB，pureBiOCldegradationrateofRhBonly45％，indicatingthatthephotocatalyticactivityofthecompositematerialwasbetterthanpu

8、reBiOCIFinallysuccessfullypreparedFe203@Si02／BiOClcomposite，bythecalcinationtemperaturebeforeandaftertheFe203@Si02andbismuthnitratepentahydratehydrothermalreactionofthetargetproductbySEM，XPS，XRDandUVVisseriestheresulting

9、samplebymeansofmorphologyvalence，phaseandopticalpropertiesExperimentalresultsthatafter11ightemperaturecalcinationBiOClFe203@Si02loadcompositecrystalformisbettersmallerparticlesize，anincreaseofitsspecificsurfaceareaBiOClr