Bi基氧化物與TiO2復(fù)合材料的制備及光催化性能.pdf

1、隨著全球工業(yè)化的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的有機(jī)廢水排入環(huán)境中，對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)系統(tǒng)造成了很大危害，環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越多地受到全社會(huì)的廣泛關(guān)注。半導(dǎo)體光催化技術(shù)，具有清潔高效、成本低、安全性高等優(yōu)勢(shì)，因此在環(huán)境污染治理領(lǐng)域內(nèi)具有廣闊的發(fā)展前景。而光催化領(lǐng)域內(nèi)最常用的光催化劑TiO2雖然具有廉價(jià)易得、無(wú)毒無(wú)害的優(yōu)點(diǎn)，其自身的缺陷如太陽(yáng)光利用率低和光生電子-空穴易復(fù)合等也限制了其實(shí)際應(yīng)用。Bi2O3和BiFeO3兩種半導(dǎo)體因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、禁帶寬度

2、適中、吸光范圍廣及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)在光催化領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。本論文以TiO2材料為基礎(chǔ)，分別制備了Bi2O3納米顆粒修飾的TiO2納米管陣列電極，以及Bi2O3/BiFeO3納米顆粒修飾的TiO2復(fù)合納米花光催化劑，并研究了它們?nèi)コ湫臀廴疚?-氯酚與羅丹明B的性能。具體開(kāi)展的主要工作及研究結(jié)果如下:
　　(1)采用陽(yáng)極氧化法和真空浸漬法成功制備了負(fù)載Bi2O3顆粒的TiO2納米管陣列電極，并對(duì)樣品進(jìn)行了微觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)吸收

3、性質(zhì)等表征。Bi2O3納米顆粒修飾后的TiO2納米管光響應(yīng)性能增強(qiáng)，光電性能測(cè)試表明Bi2O3/TiO2納米管陣列電極的光電流密度和光轉(zhuǎn)換效率分別為T(mén)iO2納米管陣列電極的2.58和2倍，模擬太陽(yáng)光照射下Bi2O3/TiO2納米管陣列電極對(duì)于2-氯酚的光電催化降解效率為T(mén)iO2納米管陣列電極的2.25倍。
　　(2)采用溶膠-凝膠法和溶劑熱法分別制備了Bi2O3/BiFeO3納米顆粒和TiO2納米花，隨后采用粘結(jié)法將Bi2O3/B

4、iFeO3納米顆粒成功負(fù)載到TiO2納米花上，制備了三元結(jié)構(gòu)的Bi2O3/BiFeO3/TiO2復(fù)合納米花光催化材料。掃描電子顯微鏡表征結(jié)果顯示Bi2O3/BiFeO3納米顆粒均勻分散到TiO2納米花的表面上，紫外-可見(jiàn)漫反射與熒光表征分析結(jié)果表明Bi2O3/BiFeO3納米顆粒拓寬了TiO2納米花的光吸收范圍，提高了光生電荷分離效率?？梢?jiàn)光照射下Bi2O3/BiFeO3/TiO2復(fù)合納米花對(duì)羅丹明B的光催化降解效率為T(mén)iO2納米花的3