軟鉍礦類微納米材料的液相制備及光催化性能研究.pdf

1、環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻，研制開發(fā)具有高活性的軟鉍礦類可見光催化劑具有重要意義。但目前文獻(xiàn)報(bào)道的軟鉍礦材料，其自身結(jié)構(gòu)及功能缺陷從而導(dǎo)致比表面積較小，光生電荷的分離效率較低，可見光催化活性不高。本文主要討論了半導(dǎo)體光催化劑的光催化機(jī)理，影響光催化性能的因素，并詳細(xì)介紹了提高光催化劑催化性能的途徑以及光催化劑的表征手段，擬采用溫和的水熱合成法，通過水溶性和高粘度的表面活性劑控制反應(yīng)速率，從而誘導(dǎo)納米單元自組裝，制備出具有高比表面積的Bi12M

2、O20-x(M=Si、Ti、Zn)多級結(jié)構(gòu);進(jìn)一步在材料表面進(jìn)行半導(dǎo)體復(fù)合，構(gòu)筑相應(yīng)的多級復(fù)合光催化劑，促進(jìn)光生電荷的高效分離;以羅丹明B可見光催化降解為探針反應(yīng)，并結(jié)合XRD、光譜分析等方法，探討產(chǎn)物的微結(jié)構(gòu)對載流子的分離、轉(zhuǎn)移以及催化活性的影響;揭示此類光催化劑高活性的本質(zhì)因素。該項(xiàng)目的實(shí)施將豐富軟鉍礦材料的制備技術(shù)，并為拓展新型光催化材料提供新的研究思路。本文得出以下結(jié)論:
　　1.實(shí)驗(yàn)通過水熱法合成了多級立方塊狀的Bi12

3、SiO20，并對其形貌與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了X射線粉末衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜(EDS)、高分辨透射電鏡(HRTEM)和X射線光電子能譜(XPS)等表征，同時(shí)對其在可見光下降解羅丹明B的光催化過程以及光催化機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　2.實(shí)驗(yàn)通過水熱合成法，基于異質(zhì)結(jié)的設(shè)計(jì)理論，成功制備了一種新穎的Bi12ZnO20-Bi2WO6異質(zhì)結(jié)光催化劑，以預(yù)先制備的Bi2WO6為Bi源，通過可控部分沉淀轉(zhuǎn)移法成功制備了一種新穎

4、的Bi12ZnO20-Bi2WO6(BZO-BWO)異質(zhì)結(jié)光催化劑。為了研究其光催化性能，以所制備的BZO-BWO為光催化劑，以羅丹明B(RhB)為模擬染料，研究其對染料的降解效率，并對催化機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　3.實(shí)驗(yàn)采用水熱法，使部分沉淀成功轉(zhuǎn)化，制備出了一種新穎的Bi12TiO20-Bi2WO6(BTO-BWO)異質(zhì)結(jié)光催化劑。光催化實(shí)驗(yàn)表明，在紫外-可見光的輻射下Bi12TiO20-Bi2WO6異質(zhì)結(jié)對降解RhB具有超高的