鹵氧化鉍基光催化劑的制備及性能研究

1、 分 類(lèi) 號(hào) TQ13 單 位 代 碼 10447 密 級(jí) 無(wú) 學(xué) 號(hào) 1410180102 碩 士 學(xué) 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(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng) 材料物理與化學(xué) 料物理與化學(xué) 指導(dǎo)教師姓名 蒲錫鵬 蒲錫鵬 教授 教授 學(xué) 院 材料科學(xué)與工程學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院 論文提交日期 201 2017 年 6 月 聊城大學(xué)碩士學(xué)位論文 I 摘 要 目前， 隨著環(huán)境污染和能源短缺的日益嚴(yán)重， 環(huán)境污染治理和新能源技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外科研工作者高度關(guān)注的研究方向。 半導(dǎo)體光催化技術(shù)在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換、 污水和空氣污染治理領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力，而受

3、到廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體光催化劑，例如 TiO2 和 ZnO 等，具有原料來(lái)源豐富，合成成本較低，無(wú)毒和化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在過(guò)去的四十多年得到了廣泛關(guān)注和深入研究。但是，研究發(fā)現(xiàn)這些傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料由于禁帶寬度大的原因， 只能響應(yīng)占太陽(yáng)光能量比例較少的紫外光， 導(dǎo)致光催化材料對(duì)太陽(yáng)光的利用率低；同時(shí)，由于光生電子和空穴不能得到有效分離，光催化材料對(duì)光子的轉(zhuǎn)換效率低， 也嚴(yán)重限制了其光催化活性的提高。 為了解決上述問(wèn)題國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直在努

4、力開(kāi)發(fā)和探索具有可見(jiàn)光活性的新型光催化材料。 鹵氧化鉍是典型的 P 型半導(dǎo)體， 具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)， 使得其具有良好的光學(xué)和電學(xué)性能；另外，鹵氧化鉍具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間形成的內(nèi)電場(chǎng)有助于電子的轉(zhuǎn)移。因此，該材料在光催化方面具有很大應(yīng)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(guò)程復(fù)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(yán)重影響了其光催化活性， 還具有較低的太陽(yáng)光利用率等

5、缺點(diǎn)。 為克服上述缺陷并進(jìn)一步提高其光催化性能， 本學(xué)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(dǎo)體復(fù)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(fù)合光催化材料。NiFe2O4/BiOBr 異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以導(dǎo)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(fù)合材料可以在外磁場(chǎng)作用下，實(shí)現(xiàn)方便快捷的磁性回收。