BiOCl-石墨烯納米復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究.pdf

1、近年來,光催化氧化分解有機(jī)污染物的技術(shù)得到了極大的關(guān)注。含鉍化合物具有廉價(jià)、環(huán)保的特點(diǎn),近來逐漸成為光催化劑研究開發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。研究表明BiOCl具有光催化活性,且性能在理論上有超過P25的可能性。但存在顆粒大、比表面積小等缺點(diǎn),其性能有待提高。其中,材料復(fù)合技術(shù)是一種有效的改性方法,值得探索。
　　本文在用乙醇和金屬鈉的溶劑熱合成法成功制備高產(chǎn)石墨烯的基礎(chǔ)上,以硝酸鉍、氯化鉀和石墨烯為原料,尿素為沉淀劑,乙二醇為溶劑,采用化學(xué)浴

2、加熱法得到了BiOCl/石墨烯的復(fù)合材料,運(yùn)用XRD、紅外、拉曼、XPS、TG-DTA、SEM、TEM、紅外等技術(shù)對樣品進(jìn)行了物相鑒定、形貌及結(jié)構(gòu)分析等表征。并以甲苯的光催化降解為反應(yīng)模型,紅外光聲譜氣體測量儀為測試平臺,考察了樣品的光催化性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)BiOCl/石墨烯體系的光催化性能得到了大幅度的提高。石墨烯大的比表面積、對反應(yīng)物分子的有效吸附以及對光生電子-空穴對的有效分離是復(fù)合材料性能提高的三大因素。一系列的表征分析中我們又發(fā)現(xiàn)

3、復(fù)合材料兩相間形成了C-Bi化學(xué)鍵的結(jié)合,這種化學(xué)鍵的形成使得石墨烯的結(jié)構(gòu)更加完整,有利于光催化性能的真正提高。
　　進(jìn)一步對材料的合成工藝進(jìn)行改進(jìn)。采用氧化還原法替代溶劑熱法制備石墨烯,減少了生產(chǎn)周期和工作量,增大了石墨烯的一次性合成量;改變化學(xué)浴合成溫度和原料比例,發(fā)現(xiàn)80℃下按Bi:C=1:3的摩爾比合成的樣品超過P25,表現(xiàn)出了最佳性能。我們從兩相間的復(fù)合結(jié)構(gòu)出發(fā),對所得結(jié)果進(jìn)行了分析解釋。
　　我們的工作為有效合成