離子液體中溴化氧鉍光催化劑的制備及其光催化活性研究.pdf

1、能源資源的枯竭和自然環(huán)境的惡化是現(xiàn)代社會(huì)面臨的兩個(gè)最緊迫的問(wèn)題。半導(dǎo)體光催化技術(shù)是一種綠色氧化技術(shù)，已經(jīng)被人們廣泛地應(yīng)用到太陽(yáng)能的能量轉(zhuǎn)換和有機(jī)污染物的降解方面。目前，TiO2是研究得最廣泛、最深入的一種光催化劑，已經(jīng)取得了多項(xiàng)進(jìn)展。然而，二氧化鈦的帶隙很寬，只對(duì)紫外光(λ＜400nm)響應(yīng)，大約占總太陽(yáng)光的4％，而不能吸收太陽(yáng)光中占大部分的可見(jiàn)光(λ＞400nm，～43％)，這大大限制了TiO2的實(shí)際應(yīng)用。因此，開(kāi)發(fā)新型高效的可見(jiàn)光催

2、化劑具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。
　　在眾多新型半導(dǎo)體光催化材料中，BiOX(X=Cl，Br,I)因其具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)、高活性的層間離子和合適的禁帶寬度，表現(xiàn)出優(yōu)良的光催化活性，已經(jīng)引起了科研工作者們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。本論文根據(jù)半導(dǎo)體材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，以及鹵化氧鉍層狀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，通過(guò)改變其晶面結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)等，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和可控合成，優(yōu)化理化性能以提高其可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化活性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其在降解環(huán)境污染物方面的有效應(yīng)用。

3、>　　(1)在離子液體輔助水熱條件下制備了輪廓分明的{001}晶面暴露的BiOBr方形納米片。該方形納米片寬120 nm-270 nm，厚20 nm-35 nm。在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，離子液體除了作為溴源和溶劑外，還起了模板和結(jié)構(gòu)引導(dǎo)劑的作用，對(duì){001}晶面暴露的BiOBr方形納米片的形成產(chǎn)生了至關(guān)重要的作用。因其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)和面依靠的高效吸附性能，{001}晶面暴露的BiOBr方形納米片在可見(jiàn)光下光降解羅丹明B溶液表明，其活性遠(yuǎn)高于以

4、KBr為溴源制備的BiOBr納米片和TiO2的活性。
　　(2)采用一步法在離子液體[Emin]Br-PVP復(fù)合體系下水熱合成了BiOBr二維介孔納米片。其寬度在100nm-300nm之間，厚度在4nm左右且納米片中存在著孔徑在4 nm-8 nm左右的蠕蟲(chóng)狀的介孔結(jié)構(gòu)。在反應(yīng)過(guò)程中，PVP和離子液體[Emin]Br對(duì)介孔結(jié)構(gòu)的形成起著共同模板和結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的作用。氮?dú)馕矫摳綄?shí)驗(yàn)表明，BiOBr二維介孔納米片的比表面積為17.663

5、m2/g，遠(yuǎn)大于普通二維BiOBr納米片，PVP的加入對(duì)BiOBr納米片的孔結(jié)構(gòu)和比表面積都產(chǎn)生了重要的影響?？梢?jiàn)光降解羅丹明B溶液表明，BiOBr介孔納米片具有很高的光催化活性。
　　(3)以離子液體微乳液液滴為模板采用一步且環(huán)境友好的綠色途徑在水熱條件下制備出了單分散的溴化氧鉍(BiOBr)中空微球。球表面光滑，分散良好，其直徑在260 nm-550 nm左右，其中主要分布在400 nm-500 nm之間，外殼厚度約為65 n