釩酸鉍基半導體復合材料的制備及光電性能研究.pdf

1、環(huán)境和能源與人類生活息息相關，環(huán)境污染和能源短缺給我們的生產、生活及健康帶來了許多消極影響，引起人們的廣泛關注，特別是環(huán)境污染中的水污染問題。水是生命之源，近年來，由于水污染給人類造成了許多慘痛的教訓，處理和解決水污染成為人們的當務之急。目前處理污水常見方法有物理法，化學法和生物法，這些方法在取得一定成效的同時也帶來了很多問題，如周期長、效率低、二次污染嚴重等使得這些方法不能被廣泛應用，因此，我們在選擇處理手段時要考慮去尋找更安全有效的

2、方式。目前，在眾多污水處理技術中，光催化技術由于其綠色、環(huán)保、高效、穩(wěn)定等優(yōu)勢得到了的普遍關注。光催化技術主要是利用太陽光輻射半導體材料，光生電子空穴對發(fā)生氧化還原反應能有效降解污水中的污染物。該技術的關鍵部分是半導體催化劑材料。目前Bi基半導體材料由于具有特殊的性能在光催化領域獨樹一幟，得到了廣泛應用。本文探究了一系列Bi基半導體及復合材料的制備及光催化性能開展工作，主要從從以下幾個方面進行研究:
　　1.介孔BiVO4/Ag/

3、AgCl異質微米球的簡易合成及光催化性能的提高
　　本章節(jié)中，我們介紹了一種簡單又新奇的雙離子交換的方法去合成尺寸統(tǒng)一的介孔BiVO4/Ag/AgCl異質微米球。用花狀BiOCl微球作為初始模板，通過簡單的滴加方法加入NaVO3和AgNO3，在400攝氏度的條件下煅燒2小時，經由簡單的固相雙離子交換的反應，即可獲得介孔的BiVO4/Ag/AgCl。值得注意的是，在形成BiVO4/AgCl微球的雙離子交換過程中，Ag起到了至關重要的

4、作用，BiVO4/AgCl微球在可見光照射2小時條件下進一步轉換成BiVO4/Ag/AgCl。合成的介孔BiVO4/Ag/AgCl微球在可見光下具有良好的降解甲基橙和苯酚的效果，其性能的提高與其Z型機理有很大相關性。
　　2.高效Z-型介孔BiVO4-Bi2O3復合微棒光催化劑的制備及性能研究
　　本章節(jié)中，介紹了通過溶劑熱反應制備均一介孔BiVO4-Bi2O3復合微棒(CMRs)的方法。該反應利用Na2C2O4和NaVO3

5、作為初始原料，180攝氏度的條件下反應10個小時合成BiVO4-Bi(OH)C2O4 CMRs前驅體，為獲得介孔BiVO4-Bi2O3 CMRs，將前驅體于350攝氏度下退火4小時。制備的該介孔BiVO4-Bi2O3 CMRs在降解無色有機污染物苯酚和有色污染物甲基橙上有著良好的光催化性能。可見光下光照1小時苯酚的降解率達到96.3％，相比于單純的BiVO4、Bi2O3及BiVO4/Bi2O3混合物，其效率提高分別為48、192及160

6、倍。通過進一步的表征驗證了Z型結構提高了其光催化性能。
　　3.二元異質BiVO4/CuWO4-x復合納米顆粒的制備及其性能研究
　　本工作中我們通過簡單的兩步法合成二元異質復合材料BWO4/CuWO4-x顆粒，首先用水熱法和高溫煅燒制備出顆?；頒uWO4-x，然后通過陽離子吸附在CuWO4-x模板的表面吸附上金屬離子Bi3+，再向溶液中滴加VO3-，反應釜中140℃的條件下反應12個小時得到BiVO4/CuWO4-x納米