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《鉍基光催化材料的改性及其光催化性能研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文鉍基光催化材料的改性及其光催化性能研究專業(yè)：環(huán)境工程碩士生：婁起指導(dǎo)老師：董社英教授摘要實(shí)現(xiàn)高效、直接地將太陽能向其它能源如化學(xué)能的轉(zhuǎn)變，被認(rèn)為是解決未來環(huán)境和能源問題的最有潛力的策略。以可持續(xù)化學(xué)為原則的光催化技術(shù)，可以利用不竭的和清潔的太陽能，在實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)轉(zhuǎn)變上為我們提供了一條有前途的道路。最近，人們對一系列具有可見光活性的鉍基光催化劑給予了極大關(guān)注。由于Bi的6s2軌道和O的2p軌道的雜化，價帶上移可能會造成價帶的散度增加，這將有利于光生電子-空穴對的分離和轉(zhuǎn)移，許多包含Bi3+離子的化合物被發(fā)現(xiàn)其具有狹窄的帶隙，展現(xiàn)出較高的可見光光催化活性。另外，Bi5+的
2、6s空軌道也使包含Bi5+離子的化合物具有較高的光催化活性。因此，關(guān)于鉍基化合物和復(fù)合材料的合成、表征和光催化性能等方面引起了許多研究者的研究興趣，鉍基光催化材料已經(jīng)成為一個可見光光催化劑的重要家族。本文基于鉍基光催化劑的制備改性，主要研究了以下三部分內(nèi)容：（1）通過水熱法合成了BiOBr和離子液體輔助的BiOBr(IonicLiquidAssistedBiOBr，IL-BiOBr)光催化材料，借助掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和紫外-可見漫反射光譜(UV-visDRS)等手段對其微觀形貌、晶相和光吸收性質(zhì)進(jìn)行了表征。采用吸附動力學(xué)和吸附熱力學(xué)模擬探究該材料對孔雀石綠分子(M
3、alachiteGreen，MG)的吸附行為，結(jié)果表明，BiOBr和IL-BiOBr對MG的吸附符合Langmuir吸附模型和準(zhǔn)一級動力學(xué)模型。光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加入離子液體合成的IL-BiOBr材料對MG的光降解效果比BiOBr明顯增強(qiáng)。進(jìn)一步探討了不同光催化條件對IL-BiOBr降解MG的影響，在催化劑投加量為1.5g/L，MG濃度為15mg/L，pH=7的最佳條件下，光照60min后IL-BiOBr對MG的降解率達(dá)到93.9%，表現(xiàn)出良好的催化活性，循環(huán)實(shí)驗(yàn)表明材料具有良好的穩(wěn)定性。（2）以三聚氰胺為原料通過高溫煅燒得到類石墨相氮化碳(GraphiticcarbonNitride，g
4、-C3N4)，采用水熱法制備了不同復(fù)合比例的Bi2Se3/g-C3N4復(fù)合材料，采西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文用XRD、SEM和FT-IR等手段對材料進(jìn)行晶相、形貌、結(jié)構(gòu)表征。光催化實(shí)驗(yàn)表明，不同復(fù)合比例的Bi2Se3/g-C3N4光催化劑對羅丹明B(RhodamineB，RhB)的降解效果均優(yōu)于單獨(dú)的g-C3N4和Bi2Se3材料。當(dāng)復(fù)合材料Bi2Se3/g-C3N4中Bi2Se3的含量為20.6%(m/m)，催化劑投加量為3g/L，RhB的濃度為20mg/L，偏酸性的條件下，光照100min后RhB的降解率達(dá)到92.3%。該材料還可應(yīng)用于其他三種染料廢水(MG，甲基橙和亞甲基藍(lán))的降解，
5、取得了良好的效果。（3）以超聲-水熱法合成了WS2量子點(diǎn)(WS2QuantumDots，WS2QDs)，以水熱法合成了Bi2WO6，并通過濕法浸漬合成了不同WS2QDs含量的WS2QDs/Bi2WO6的復(fù)合光催化劑，將該材料應(yīng)用于苯酚的光催化降解，結(jié)果表明，WS2QDs的引入大幅增強(qiáng)了Bi2WO6的光催化性能。在催化劑投加量為2g/L，苯酚濃度為10mg/L，偏酸性的條件下，光照90min后苯酚的降解率達(dá)到93%以上。關(guān)鍵詞：鉍基光催化材料；改性；光催化降解；染料廢水西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文StudyonModificationofBi-basedPhotocatalystsandThe
6、irPhotocatalyticPerformanceSpecialty:EnvironmentalEngineeringName:LouQiInstructor:DongSheyingABSTRACTTheefficientandcost-effectivedirectconversionofsolarenergytootherenergyssuchaschemicalenergyhasbeenconsideredasoneofthemostperspectivestrategiestosolvetheenvironmentandenergyproblemsinthefuture.Phot
7、ocatalysis,inwhichtheinexhaustiblyabundantandcleansolarenergycanbeharnessedasviabletechnologies,offersusapromisingavenuewiththetenetofsustainablechemistrytowardsolarenergyconversion.Recently,aseriesofBi-bas
