Bi2WO6微納米材料的可控合成及光降解性能研究.pdf

1、半導體光催化技術(shù)因其在治理環(huán)境污染和能源再生方面具有巨大的潛力而備受關(guān)注。鎢酸鉍(Bi2WO6)作為一種多層奧里維里斯(Aurivillius)結(jié)構(gòu)的復合氧化物，由于其禁帶寬度只有2.7eV，在紫外及可見光區(qū)均有較強的光催化性能而受到廣大科研工作者的青睞。近年來，不同的化學方法相繼開發(fā)出來用于制備不同形貌和不同尺寸的Bi2WO6微納米材料，從而對其光催化性能進行改善。本文以Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O為原料，采用水

2、熱法合成了純相Bi2WO6和Cu或Ag摻雜Bi2WO6微納米材料。探討了不同反應條件如前驅(qū)液的pH值、反應溫度等對Bi2WO6及金屬離子摻雜對Bi2WO6微納米結(jié)構(gòu)的晶型、形貌、光吸收性能以及光降解性能的影響。
　　首先，以Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O為原料，研究了不同前驅(qū)體溶液的pH值、不同反應溫度和反應時間對純相Bi2WO6微納米材料性能的影響，結(jié)果表明酸性條件下合成的樣品為正交晶相，中性條件下的樣品為斜

3、方晶相，堿性條件為Bi3.84W0.16O6.24。另外，隨著pH值的增大，Bi2WO6的形貌從納米薄片聚集成的實心花球狀逐步向不規(guī)則片狀堆積成的立體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，最后在堿性條件下樣品呈現(xiàn)正八面體結(jié)構(gòu)。與之形成對比的是，反應溫度和時間對樣品的結(jié)構(gòu)和形貌影響較小，但是樣品的比表面積隨著反應溫度和時間的變化有一定程度的改變。除此之外，我們還研究了不同制備條件下樣品的光學性能?？梢姽庀陆到庥袡C物的實驗結(jié)果表明，pH=2、反應溫度在180℃且反應2

4、4h所得到的樣品的光降解效果最好，光降解經(jīng)過3h后其降解率可達98％。
　　然后，在制備出性能優(yōu)良的純相Bi2WO6微納米材料的基礎(chǔ)之上，我們分別以Cu(NO3)3·3H2O為Cu源、以AgNO3為Ag源，在pH=2、反應溫度為180℃、反應時間24h的條件下制備了Cu2+和Ag+摻雜的Bi2WO6微納米材料。利用x射線粉末衍射(XRD)、掃描顯微鏡(SEM)對產(chǎn)物的晶型和形貌進行了表征，結(jié)果表明金屬離子的摻雜沒有改變Bi2WO6