BiFeO3與TiO2復(fù)合材料的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、由于反應(yīng)條件溫和、成本低、環(huán)境友好，光催化技術(shù)在環(huán)境污染治理領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。TiO2光催化材料因化學(xué)穩(wěn)定性、低成本、簡(jiǎn)單的可用性、低毒性及優(yōu)異的光活性等優(yōu)點(diǎn)在環(huán)境工程領(lǐng)域已受到極大的關(guān)注。但它自身的兩大劣勢(shì)(光生載流子易復(fù)合及太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化率較低)限制了其在環(huán)境污染控制領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文利用多鐵性材料BiFeO3對(duì) TiO2納米管與納米花進(jìn)行改性修飾，并利用鐵電材料微觀的固有電場(chǎng)與異質(zhì)結(jié)的耦合作用實(shí)現(xiàn)對(duì)光生電荷的高效分離。在本研究中，主要

2、制備了BiFeO3/TiO2納米管陣列復(fù)合電極和BiFeO3/TiO2復(fù)合納米花，并分別研究了它們降解典型有機(jī)污染物亞甲基藍(lán)和鄰二氯苯的光催化性能。本論文的主要工作及相應(yīng)的研究結(jié)果如下：
　　(1)結(jié)合無(wú)機(jī)相的陽(yáng)極氧化法和超聲輔助連續(xù)離子層吸附反應(yīng)法成功制備了BiFeO3納米顆粒負(fù)載的BiFeO3/TiO2-NTAs復(fù)合電極。對(duì)復(fù)合電極進(jìn)行了晶體結(jié)構(gòu)、形貌及化學(xué)元素組成等表征，并且研究了其光學(xué)性質(zhì)及光電性能。結(jié)果顯示 BiFeO3

3、納米粒子不僅增加了 TiO2-NTAs對(duì)可見光的響應(yīng)范圍，而且促進(jìn)了光電子空穴的分離。BiFeO3/TiO2納米管陣列電極在可見光條件下亞甲基藍(lán)(Methylene Blue，MB)的光催化降解效率約為 TiO2納米管陣列電極的3.2倍，復(fù)合電極在循環(huán)實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。
　　(2)分別利用水熱法與溶膠-凝膠法制備了TiO2納米花和BiFeO3納米顆粒，隨后通過(guò)溶液化學(xué)處理將BiFeO3與TiO2納米花進(jìn)行復(fù)合，成功制備了B

4、iFeO3/TiO2復(fù)合納米花材料。透射電子顯微鏡與掃描電子顯微鏡表征結(jié)果顯示 BiFeO3納米顆粒勻稱地分散到了TiO2納米花上并形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)；紫外-可見漫反射光譜、熒光光譜和表面光電子能譜分析結(jié)果表明，BiFeO3納米顆粒增加了TiO2納米花的可見光吸收范圍，BiFeO3/TiO2復(fù)合納米花光生載流子分離效率明顯提高。
　　(3)以o-DCB作為目標(biāo)污染物借助原位紅外光譜技術(shù)探究了BiFeO3/TiO2復(fù)合納米花的光催化降解活