鹵氧化鉍基光催化劑的制備及性能研究

1、 分 類 號 TQ13 單 位 代 碼 10447 密 級 無 學 號 1410180102 碩 士 學 位 論 文 鹵氧化鉍基光催化劑的制備及性能研究 Preparation and photocatalytic properties of BiOX-based photocatalysts 作 者 姓 名 呂冬

2、冬 呂冬冬 專 業(yè) 名 稱 材料物理與化學 料物理與化學 指導教師姓名 蒲錫鵬 蒲錫鵬 教授 教授 學 院 材料科學與工程學院 材料科學與工程學院 論文提交日期 201 2017 年 6 月 聊城大學碩士學位論文 I 摘 要 目前， 隨著環(huán)境污染和能源短缺的日益嚴重， 環(huán)境污染治理和新能源技術已經(jīng)成為國內(nèi)外科研工作者高度關注的研究方向。 半導體光催化技術在太陽能轉換、 污水和空氣污染治理領域表現(xiàn)出巨大應用潛力，而受

3、到廣泛關注。傳統(tǒng)的半導體光催化劑，例如 TiO2 和 ZnO 等，具有原料來源豐富，合成成本較低，無毒和化學穩(wěn)定性強等優(yōu)點，在過去的四十多年得到了廣泛關注和深入研究。但是，研究發(fā)現(xiàn)這些傳統(tǒng)的半導體材料由于禁帶寬度大的原因， 只能響應占太陽光能量比例較少的紫外光， 導致光催化材料對太陽光的利用率低；同時，由于光生電子和空穴不能得到有效分離，光催化材料對光子的轉換效率低， 也嚴重限制了其光催化活性的提高。 為了解決上述問題國內(nèi)外學者一直在努

4、力開發(fā)和探索具有可見光活性的新型光催化材料。 鹵氧化鉍是典型的 P 型半導體， 具有獨特的電子結構， 使得其具有良好的光學和電學性能；另外，鹵氧化鉍具有特殊的層狀結構，層與層之間形成的內(nèi)電場有助于電子的轉移。因此，該材料在光催化方面具有很大應用潛力。目前鹵氧化鉍材料的制備方法主要有水解法、 溶劑熱法和水熱法等， 但是制備過程復雜， 條件要求苛刻。 另外，鹵氧化鉍光催化材料的量子效率低也嚴重影響了其光催化活性， 還具有較低的太陽光利用率等

5、缺點。 為克服上述缺陷并進一步提高其光催化性能， 本學位論文分別采用燃燒法和酸腐蝕法制備了一系列高活性的 BiOX/半導體復合光催化材料。 具體研究工作如下： （1）采用燃燒法制備了可磁性分離的 NiFe2O4/BiOBr 復合光催化材料。NiFe2O4/BiOBr 異質結構可以導致光生電子和空穴在空間上的有效分離，大幅提高了材料的光催化活性；另外，借助于 NiFe2O4 的順磁性，該復合材料可以在外磁場作用下，實現(xiàn)方便快捷的磁性回收。