磁性鐵酸鉍復(fù)合材料的制備及其可見光催化性能研究.pdf

1、鐵酸鉍晶相主要包括鈣鈦礦相和軟鉍礦相，其較窄的帶隙能使得鐵酸鉍在可見光催化領(lǐng)域有著較廣泛的應(yīng)用。然而較大的催化劑投加量及較低的光量子效率阻礙了鐵酸鉍催化劑在可見光催化處理廢水領(lǐng)域的應(yīng)用，提高其光催化活性尚需研究。
　　 本課題通過簡(jiǎn)單易控的水熱法成功制各出一種磁性易分離可見光催化劑Bi25FeO40-石墨烯。通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、BET比表面積、拉曼光譜(Raman)、X射線光電子能譜(XPS)及磁性測(cè)試

2、(VSM)等手段進(jìn)行表征分析。XRD表征結(jié)果表明，高堿度條件下Bi25FeO40晶體的出現(xiàn)是由于石墨烯的加入，同等水熱條件下不摻雜石墨烯時(shí)制備出的則是BiFeO3。該催化劑制備過程一步完成氧化石墨的還原及鐵酸鉍與石墨烯的復(fù)合，Raman和XPS表征結(jié)果可證明這一現(xiàn)象。Bi25FeO40-石墨烯復(fù)合材料中Bi25FeO40相對(duì)單純BiFeO3粒子尺寸減小，比表面積增大，磁性增強(qiáng)。
　　 Bi25FeO40-石墨烯光催化降解甲基紫（

3、Methyl Violet，簡(jiǎn)稱MV）的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Bi25FeO40-石墨烯復(fù)合材料的光催化活性相對(duì)于單純鐵酸鉍(BiFeO3，Bi25FeO40)有了較大的提高。EIS及光生電流響應(yīng)測(cè)試分析結(jié)果表明，光催化活性提高一是由于石墨烯的復(fù)合導(dǎo)致吸附性能的提高;另一方面是由于石墨烯與Bi25FeO40較好的協(xié)同效應(yīng)，有效抑制了Bi25FeO40內(nèi)部光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合。Bi25FeO40與石墨烯可見光催化降解MV的過程符合Langmui

4、r-Hinshewood（簡(jiǎn)稱L-H）模型，受表面反應(yīng)步驟控制。
　　 利用混合-加熱焙燒法制備新型Bi25FeO40-石墨相氮化碳(簡(jiǎn)稱Bi25FeO40-CN)可見光催化劑，并對(duì)其進(jìn)行XRD、SEM、BET、UV-Vis DRS及VSM的表征。Bi25FeO40-CN降解亞甲基藍(lán)(Methylene Blue，簡(jiǎn)稱MB)的結(jié)果表明，Bi25FeO40-CN復(fù)合材料可見光催化MB的效率遠(yuǎn)高于Bi25FeO40，這主要是由于Bi