可見(jiàn)光響應(yīng)石墨烯-鉍基半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑的制備及其性能研究.pdf

1、能源與環(huán)境問(wèn)題是事關(guān)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大問(wèn)題，光催化在光解水產(chǎn)氫和污染物光降解方面極具應(yīng)用前景。常規(guī)的TiO2光催化劑面臨著禁帶寬度與太陽(yáng)光譜失配和光生載流子容易復(fù)合的問(wèn)題，發(fā)展新型的可見(jiàn)光催化劑，并對(duì)其進(jìn)行改性是獲得高可見(jiàn)光活性光催化劑的重要方法。BiVO4和BiOI是典型的鉍基層狀可見(jiàn)光半導(dǎo)體光催化劑，對(duì)應(yīng)的禁帶寬度分別為2.4 eV和1.9 eV;石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電子傳輸性能有利于污染物的吸附和光生載流子的高效分離

2、。簡(jiǎn)單地將光催化劑與石墨烯進(jìn)行復(fù)合難以形成有效界面接觸，對(duì)光催化活性提升有限;充分、有效的界面形成是提升光生載流子分離效率，抑制其復(fù)合的前提條件。為獲得具有更高可見(jiàn)光催化活性的復(fù)合光催化劑，我們嘗試改性處理，一是將BiVO4進(jìn)行表面電荷改性帶正電，以靜電自組裝的方式與石墨烯之間形成更加緊密的界面接觸，有效提升光生載流子的遷移、抑制光生電子和空穴的復(fù)合，實(shí)現(xiàn)光催化活性的提升;二是對(duì)石墨烯進(jìn)行摻氮形成n型導(dǎo)電特性，與本征p型導(dǎo)電的BiOI復(fù)

3、合形成p-n異質(zhì)結(jié)構(gòu)，高效促進(jìn)光生載流子的分離，提高光催化活性。本文主要的工作如下:
　　1、利用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)非晶BiVO4進(jìn)行表面電荷改性處理，將表面電荷改性后的BiVO4與帶負(fù)電的氧化石墨烯混合后作為水熱反應(yīng)前驅(qū)物，采用水熱法同時(shí)實(shí)現(xiàn)BiVO4的結(jié)晶與氧化石墨烯的還原;在同樣的條件下制備純BiVO4樣品和未經(jīng)表面改性而得到的復(fù)合光催化劑樣品;對(duì)所制備的復(fù)合光催化劑進(jìn)行一系列形貌，組分及光催化降解活性的表征，討論并分析了表面電荷