新型復合光催化劑的構筑、微結構調控及其降解有機污染物研究.pdf

1、近年來，隨著人們對環(huán)境問題的日益重視，環(huán)境污染處理新技術得到快速發(fā)展。其中，光催化技術具有能耗低、無污染等優(yōu)點受到了廣泛關注。TiO2半導體因為具有催化活性高、化學和光穩(wěn)定性好、安全無毒等優(yōu)點而被作為一種常用的光催化劑。但是，TiO2較寬的禁帶寬度使其只能利用太陽光中少部分的紫外光，且存在難以回收利用問題，限制了其在實際中的應用。因此，有必要尋求新型可見光響應的光催化材料并提高其可回收利用性能。Bi2WO6半導體具有高活性、可見光響應、

2、無毒等特點，近年來備受人們關注。但Bi2WO6催化劑仍然存在光生電子空穴容易復合和吸附性不足問題。為解決此問題，本論文主要進行了金屬氧化物或粘土復合Bi2WO6研究，并對其可見光催化降解有機污染物進行研究。
　　 本文首先采用簡單易行的水熱法成功合成具有分等級結構CaWO4/Bi2WO6復合光催化劑。通過XRD、TEM、SEM、UV-vis DRS、BET、XPS等多種現(xiàn)代表征手段，分析CaWO4/Bi2WO6復合光催化劑的微結

3、構、相學組成與表面特征之間的構效關系。探討CaWO4/Bi2WO6復合光催化劑對有機污染物羅丹明B（RhB）和對硝基苯酚(4-NP)的光催化降解活性。與純的Bi2WO6比較，復合光催化劑對RhB和4-NP的光催化活性分別提高4.5倍和1.8倍。另外，復合光催化劑在4次光降解循環(huán)后仍能保持良好的活性。利用催化劑能帶結構的估算，揭示復合光催化材料光催化活性增強的原因是電子空穴對的有效分離。
　　 為了進一步提高Bi2WO6催化劑的光

4、催化活性，本文通過水熱法成功合成可見光響應的具有分等級結構α-Fe2O3/Bi2WO6復合光催化劑。采用XRD、SEM、HRTEM、BET、XPS、UV-vis DRS等多種現(xiàn)代表征手段，分析α-Fe2O3/Bi2WO6復合光催化劑的微結構、相學組成和光吸收等特征。α-Fe2O3/Bi2WO6復合光催化劑對有機污染物羅丹明B（RhB）和酸性紅染料呈現(xiàn)出良好的吸附性能和較高的光催化活性。通過各種活性基團的測定結果及催化劑能帶結構的估算，發(fā)

5、現(xiàn)復合光催化材料具有高活性高吸附性的原因是α-Fe2O3和Bi2WO6的協(xié)同作用的結果。
　　 為了進一步增強Bi2WO6催化劑的吸附性，提高固液分離效率及重復利用率，本文選用累托石粘土作為載體，通過溶膠凝膠法成功合成可見光響應的Bi2WO6/累托石復合光催化劑。采用XRD、SEM、HRTEM、BET、XPS、UV-vis DRS等多種現(xiàn)代表征手段，分析Bi2WO6/累托石復合光催化劑的層狀結構與表面特征之間的關系。Bi2WO6

6、/累托石復合光催化劑對直接大紅(4BS)呈現(xiàn)出良好的較高光催化活性和吸附性能。復合光催化劑性能增強的原因主要歸因于Bi2WO6半導體的可見光吸收和累托石吸附的協(xié)同作用。
　　 最后，本文還對新型等離子體光催化材料進行了探索。以硅酸鈉和硝酸銀作為原料，采用簡單易行的微波法-光誘導還原和離子交換法-光誘導還原兩種方法分別合成可見光響應的Ag-Ag6Si2O7等離子體光催化劑。所制備的等離子體光催化劑對目標污染物亞甲基藍(MB)有良好