鉍系光催化材料的制備及其性能的研究.pdf

1、ffrlllJlllrllllllllJllllrlllllllfllllllllllY3262204單位代碼10476學號L403283108分類號069河南鉀粒大孝碩士學位論文(專業(yè)學位)鉍系光催化材料的制備及其性能的研究專業(yè)學位領域專業(yè)學位類別申請人指導教師：材料化學與應用：工程碩士：張鵬：劉玉民副教授二。一七年四月摘要JIIIIIIIIIIIII[111IIIIIIfY3262204當今世界，科技的迅速發(fā)展給人類帶來諸多便利的同

2、時，環(huán)境污染問題和能源緊缺問題也隨之而來，且已經(jīng)成為威脅人類未來生存發(fā)展的嚴峻問題。半導體光催化技術的出現(xiàn)，包括光催化降解有機污染物和光催化分解水制氫技術有望成為解決這兩個問題的有效手段，因此開發(fā)研究新型的半導體光催化劑意義重大。本文制備了三種鉍基半導體光催化材料(BiP04／W03，Bi2M006／Cu(OH)2，CdSQDs／Bi2M006)，利用XRD、SEM等表征手段對材料結構和性能進行分析，通過光催化降解染料和光催化分解水實驗

3、評價其光催化性能，主要研究內容如下：(1)采用水熱法合成了BiP04AV03復合光催化材料，以羅丹明B模擬染料廢水，研究不同摻雜比例復合材料的光催化性能。結果表明，當復合材料中BiP04與W03的摩爾比為1：2時，所得BiP04廠W03復合光催化劑具有最高的光催化活性，在300W氙燈照射下，2h內可以使羅丹明B的降解率達到7723％，與純BiP04相比性能得到明顯提高。光催化活性提高的原因在于BiP04與W03相互匹配的能帶結構，促使了

4、光生電子和空穴的遷移；此外，W03的加入使BW04的光吸收范圍擴展至可見光區(qū)域，提高了其對太陽光的利用率，因此復合樣品的光催化性能得以提升。通過自由基捕獲實驗探討B(tài)iPOdW03復合材料的光催化機理，結果表明，復合材料中光生空穴是羅丹明B光催化降解過程中的主要活性物質。(2)以硝酸鉍和鉬酸鈉為原料，利用溶劑熱法在120℃下反應12h合成微球結構的Bi2M006，再通過共沉淀法將Cu(OHh沉積到Bi2M006表面合成Bi2MoOdCu(

5、OII)2復合光催化劑。光催化實驗的結果證明，純的Bi2M006具有光催化分解水制氫的性能，對于復合材料來說，當Cu(OHh的負載量為1％時，復合樣品的光催化性能達到最佳，在300W氙燈照射下，6h內Bi2MoOs／Cu(OH)2復合材料的產(chǎn)氫效率能夠達到45183J_unolh“191，與純的Bi2M006相比表現(xiàn)出明顯提高的光催化分解水制氫性能。Cu(OH)2作為助催化劑，能夠捕獲Bi2M006激發(fā)所產(chǎn)生的電子，從而促進電子和空穴的