多級(jí)結(jié)構(gòu)BiOCl的制備及光催化性能研究.pdf

1、能源短缺和環(huán)境污染是當(dāng)今人類社會(huì)面臨的兩大挑戰(zhàn)。光催化技術(shù)可以將低密度的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為高密度的電能或者化學(xué)能量，在催化劑的作用下可以直接利用太陽(yáng)光降解水或空氣中的有機(jī)污染物，還可以光解水制備氫氣。因此光催化技術(shù)在環(huán)境凈化和清潔能源開(kāi)發(fā)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。光催化的核心問(wèn)題就是光催化劑的制取，目前被發(fā)現(xiàn)具有光催化活性的物質(zhì)主要有金屬硫化物和金屬氧化物等半導(dǎo)體。為了進(jìn)一步拓展光催化劑的光響應(yīng)范圍以便進(jìn)一步提高太陽(yáng)光的光催化效率，開(kāi)發(fā)新型非傳

2、統(tǒng)高活性、高能效光催化材料的研究，已成為光催化領(lǐng)域的一個(gè)重要方向，其中多元鉍金屬氧化物材料由于其特有的層狀結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場(chǎng)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)光生電子-空位的分離，從而顯示出優(yōu)異的光催化性能。其中BiOCl由于其合適的禁帶寬度在光催化領(lǐng)域備受關(guān)注。此外，光催化劑的微觀結(jié)構(gòu)、特別尺寸、三維結(jié)構(gòu)、表面形貌、晶面比例、孔道等對(duì)材料的催化性能具有極大影響。本文致力于新型BiOCl的室溫合成、表征和紫外光降解有機(jī)污染物的研究。通過(guò)使用不同的工藝參數(shù)和合

3、成方法對(duì)BiOCl的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，研究其形成機(jī)理以及微結(jié)構(gòu)對(duì)光催化活性的影響規(guī)律等。因此本文的研究課題在國(guó)內(nèi)有較重要的研究意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴室溫條件下以氨水和稀硝酸作為pH值的調(diào)節(jié)劑，以Bi(NO3)3為Bi源，以可溶性氯鹽為Cl-源，在不同軟模板的調(diào)控下合成多級(jí)結(jié)構(gòu)的BiOCl。并采用SEM對(duì)粉體的形貌進(jìn)行表征，利用XRD對(duì)其物相結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析測(cè)定，利用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)對(duì)不同實(shí)驗(yàn)條件下的羅丹明B的降解行為進(jìn)

4、行測(cè)定。結(jié)果表明:論文中不同工藝合成的粉體均為單一物相的BiOCl，樣品的形貌強(qiáng)烈的依賴于氯鹽的種類、軟模板的類型、pH值等;所合成的材料在紫外光的照射下均能有效地礦化羅丹明B。⑵在微波輔助的條件下，以稀硝酸調(diào)節(jié)體系的pH值，以Bi(NO3)3為Bi源，以MgCl2作為Cl-源，在PEG2000的調(diào)控下，在極短的時(shí)間下合成了結(jié)晶良好的、具有3D分級(jí)結(jié)構(gòu)的BiOCl微球。并采用XRD、SEM等技術(shù)對(duì)所合成的材料的組成、結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征