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1、ChinaScience&TechnologyOverview工藝設計改造及檢測檢修鉍系光催化納米材料的制備及其性能研究梁莧(鄭州大學材料科學與工程學院，河南鄭州450001)【摘要】能源和環(huán)境已成為困擾人類的兩大難題，提高能源利用率，污染物降解都成為當前研究的熱點。1972年Nature報道了有關Ti0能有效地對水進行催化分解產生氫氣。鈦系由于帶隙較寬，在可見光波段沒有明顯的吸收，之后進行了一系列改性，提高了可見光催化性能。半導體光催化荊大多是n型半導體材料(當前以Tio弦用最廣泛)都具有區(qū)別于金屬或絕緣物質的特別的能帶結構，當光子能量高于半導體吸收閩值的光照射半導體時，
2、半導體的價帶電子發(fā)生帶間躍遷，即從價帶躍遷到導帶，從而產生光生電子(e．)和空穴(1l+)。此時吸附在納米顆粒表面的溶解氧俘獲電子形成超氧負離子，而空穴將吸附在催化劑表面的氫氧根離子和水氧化成氫氧自由基。而超氧負離子和氫氧自由基具有很強的氧化性，能將絕大多數(shù)的有機物氧化至最終產物CO和Ho，甚至對一些無機物也能徹底分解。【關鍵詞l能源環(huán)境鉍系光催化納米1鉍系光催化劑納米材料的種類過控制不同的前軀體物質的摩爾比進行調控，其中一種原料的過量帶隙寬度影響吸收，2．8ev為可見光吸收的閾值，而鉍系的電子將會影響此種物質的水解或電離，對另一種物質同樣產生抑制或者結構導致了其帶隙在其之
3、間，理論上有較好的光吸收性能。對于光促進作用，本實驗中鎢酸鈉顯堿性，能促進硝酸鉍的水僻有利于實催化劑，目前的焦點問題在于如何提高光生電子效率和抑制電子空驗發(fā)生，但是實驗也證明在水溶液環(huán)境下，當摩爾比過大發(fā)生失調穴的復合，因此，必須采取合適的措施來提高鉍系催化劑的光生載時，溶液的離子氣氛被極大地影響造成反應的不均勻性抑制了晶體流子速率，抑制光生電子一空穴復合，增強對可見光的吸收。目前已的二次發(fā)育。第二步通過水熱反應，通常的加熱方式為烘箱內電阻經報道的鉍系半導體光催化劑主要包括：氧化鉍，鹵氧化鉍，鉍的含絲加熱，但是此種方法會產生很大的溫度梯度，使反應不一致。水熱氧酸鹽(包括釩酸
4、鉍，鎢酸鉍、鉬酸鉍、鈦酸鉍等)以及一些復合型的目的在于控制不同的生長取向獲得不同形貌的納米，目前有相關含鉍催化劑等。材料de納米化已成為科學家廣泛認可的一種提升材文獻報道的已經獲得了諸如菜花狀，鳥巢狀，肚臍狀等。為了消除溫料性能的途徑。合成納米材料的方法多種多樣，其中有原位生長，溶度梯度，微波是均勻加熱，物質內部局部溫度很高有利于反應進行膠凝膠，氣相沉積等等，其中水熱法對于使用水作為溶劑并可控生而不像水熱那樣是對流加擴散，溫度上會有梯度，不均勻。本實驗的長有獨特的優(yōu)勢，水熱結晶主要是溶解—再結晶機理。首先營養(yǎng)料光催化性能的研究是通過對羅丹明的降解進行分析，在黑暗環(huán)境下在水熱
5、介質里溶解，以離子、分子團的形式進入溶液。利用強烈對流進行光催化劑的吸附，再在人造太陽光下進行照射，使其對羅丹明(釜內上下部分的溫度差而在釜內溶液產生)將這些離子、分子或離降解，前期的實驗證明了羅丹明的光敏化作用非常不明顯，所以可子團被輸運到放有籽晶的生長區(qū)(ap低溫區(qū))形成過飽和溶液，繼而以近似反應出鎢酸鉍的光催化性能和吸附性能。結晶。水熱法生產的特點是粒子純度高、分散性好、晶形好且可控4結論與展望制，生產成本低。用水熱法制備的粉體一般無需燒結，這就可以避免今后，鉍系光催化材料的研究所要解決的主要問題包括：(1)建在燒結過程中晶粒會長大而且雜質容易混入等缺點。立制備具有高
6、活性晶面和高比表面積的鉍系光催化劑的一般方法，2鎢酸鉍納米材料介紹揭示光催化劑晶態(tài)結構、表面結構、能帶結構等結因素與光催化性鎢酸鉍是鉍系光催化劑中的代表，其具有典型的鈣鈦礦結構，能之間的構效關系；(2)研究影響光催化性能的關鍵因素，優(yōu)化鉍系其中鉍氧為層狀結構，W042-穿插在層狀結構之間同樣構成層狀結光催化劑的設計和制備。(3)注重理論和實驗方法的結合，研究鉍系構。同時氧與鎢構成八面體結構，鉍離子處于之間八面體組成的空光催化劑性能調控的一般規(guī)律。鉍系光催化劑的研究有望為解決隙八面體之間，由于這種特殊結構，對于其結晶時會形成一定的結能源和環(huán)境問題開辟一條新的途徑。晶取向，通常
7、是11l晶面裸露，后續(xù)的實驗證明1ll面對其催化性能參考文獻：尤其對于分離光生電子和空穴有很大的促進作用。不同的鎢酸鉍的[1]Fujishima．A．；Honda。K．Electrochemicalphotolysisofwaterat合成方法做出來的最佳的煅燒溫度是不一樣的，一般的固態(tài)法做出asemjc0nduct0relectrode．Nature．1972，238。37-38．來的最佳煅燒溫度在873K左右，禁帶寬度為2．75ev左右，微波水熱[2]魏平玉，楊青林。郭林．鹵氧化鉍化合物光催化劑[J]．化學進展
