1768.鹵氧化鉍基光催化劑的制備及性能研究

1、分類號TQ13單位代碼10447密級無學號1410180102碩士學位論文鹵氧化鉍基光催化劑的制備及性能研究PreparationphotocatalyticpropertiesofBiOXbasedphotocatalysts作者姓名呂冬冬呂冬冬專業(yè)名稱材料物理與化學料物理與化學指導教師姓名蒲錫鵬蒲錫鵬教授教授學院材料科學與工程學院材料科學與工程學院論文提交日期2012017年6月聊城大學碩士學位論文I摘要目前，隨著環(huán)境污染和能源短缺

2、的日益嚴重，環(huán)境污染治理和新能源技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外科研工作者高度關注的研究方向。半導體光催化技術(shù)在太陽能轉(zhuǎn)換、污水和空氣污染治理領域表現(xiàn)出巨大應用潛力，而受到廣泛關注。傳統(tǒng)的半導體光催化劑，例如TiO2和ZnO等，具有原料來源豐富，合成成本較低，無毒和化學穩(wěn)定性強等優(yōu)點，在過去的四十多年得到了廣泛關注和深入研究。但是，研究發(fā)現(xiàn)這些傳統(tǒng)的半導體材料由于禁帶寬度大的原因，只能響應占太陽光能量比例較少的紫外光，導致光催化材料對太陽光的利用率低

3、；同時，由于光生電子和空穴不能得到有效分離，光催化材料對光子的轉(zhuǎn)換效率低，也嚴重限制了其光催化活性的提高。為了解決上述問題國內(nèi)外學者一直在努力開發(fā)和探索具有可見光活性的新型光催化材料。鹵氧化鉍是典型的P型半導體，具有獨特的電子結(jié)構(gòu)，使得其具有良好的光學和電學性能；另外，鹵氧化鉍具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間形成的內(nèi)電場有助于電子的轉(zhuǎn)移。因此，該材料在光催化方面具有很大應用潛力。目前鹵氧化鉍材料的制備方法主要有水解法、溶劑熱法和水熱法等，

4、但是制備過程復雜，條件要求苛刻。另外，鹵氧化鉍光催化材料的量子效率低也嚴重影響了其光催化活性，還具有較低的太陽光利用率等缺點。為克服上述缺陷并進一步提高其光催化性能，本學位論文分別采用燃燒法和酸腐蝕法制備了一系列高活性的BiOX半導體復合光催化材料。具體研究工作如下：（1）采用燃燒法制備了可磁性分離的NiFe2O4BiOBr復合光催化材料。NiFe2O4BiOBr異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以導致光生電子和空穴在空間上的有效分離，大幅提高了材料的光催化活

5、性；另外，借助于NiFe2O4的順磁性，該復合材料可以在外磁場作用下，實現(xiàn)方便快捷的磁性回收。（2）采用一步燃燒法制備了BiVO4BiOCl復合光催化材料。借助于BiVO4材料的敏化作用，BiVO4BiOCl復合材料比單體BiOCl對可見光的吸收能力更大，可以更加高效的利用太陽光；另外，通過構(gòu)建BiVO4和BiOCl異質(zhì)結(jié)構(gòu)，促進了光生電子和空穴的有效分離，提高了對RhB的降解活性。（3）采用酸腐蝕法成功制備了BiOBrBi2Sn2O7