Bi12O17Cl2納米帶的合成及光催化氧化有機(jī)物性能研究.pdf

1、近年來(lái)，半導(dǎo)體光催化技術(shù)作為一種新型的高級(jí)氧化技術(shù)在解決環(huán)境污染問(wèn)題和能源危機(jī)的過(guò)程中顯示出日益明顯的優(yōu)勢(shì)。在所有的光催化劑中，TiO2因其具有無(wú)毒、穩(wěn)定和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)被人們廣泛使用，但是它的能帶隙達(dá)到了3.2eV，使得它不能夠吸收利用占據(jù)太陽(yáng)光譜中很大比例的可見(jiàn)光，這就大大限制了它的應(yīng)用范圍。
　　最近，鹵氧化鉍作為一種新型的半導(dǎo)體催化劑，它們自身獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)良的電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)、光致發(fā)光和光催化性

2、質(zhì)。因此，具有高可見(jiàn)光活性鹵氧化鉍的制備具有重要的科學(xué)意義。
　　本文首先采用了水熱法成功制備了一種新型的可見(jiàn)光光催化劑Bi12O17Cl2納米帶。對(duì)于我們制備的這種光催化劑我們進(jìn)行了一系列的表征，這些表征都包括X射線(xiàn)晶體粉末衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)、紫外可見(jiàn)光漫反射光譜儀(DRS)、X射線(xiàn)光電子能譜儀(xPs)以及N2吸附-脫附等。表征的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明

3、了我們所制備的樣品是相純的，而它的微觀(guān)結(jié)構(gòu)是一種類(lèi)似于納米帶的特殊形貌，并且它的能帶隙我們使用經(jīng)驗(yàn)公式估算為2.43eV。我們所制備的這種新型光催化劑在波長(zhǎng)大于420nm可見(jiàn)光的照射可以高效地光催化降解五氯苯酚(PCP)。此外，本文中我們還非常詳細(xì)深入地研究了這個(gè)體系中的氧化活性物種和降解PCP過(guò)程中產(chǎn)生的一系列中間產(chǎn)物?；谝陨系膶?shí)驗(yàn)結(jié)果和證據(jù)，我們提出了可能的Bi12O17Cl2納米帶光催化降解PCP的機(jī)理和降解途徑。
　　其

4、次，在本論文中我們證明了光催化氧化苯甲醇的選擇性高度依賴(lài)與半導(dǎo)體的價(jià)帶位置，同時(shí)我們先前制備的Bi12O17Cl2納米帶也可以通過(guò)空穴直接氧化的途徑有效地光催化選擇性氧化苯甲醇至苯甲醛。雖然在這個(gè)體系中分子氧和產(chǎn)生的超氧自由基對(duì)于氧化反應(yīng)的發(fā)生起了重要作用，但是我們發(fā)現(xiàn)分子氧在本體系真正的作用是捕獲光生電子生產(chǎn)超氧自由基，以此來(lái)抑制光生載流子的復(fù)合，分子氧并沒(méi)有直接參與苯甲醇的氧化。我們體系中的分子氧的作用是明顯不同于先前文獻(xiàn)報(bào)道過(guò)的光