BiPO4和Bi2MoO6光催化劑的水熱合成及其光催化性能研究.pdf

1、經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,半導(dǎo)體光催化技術(shù)已然成為解決能源和環(huán)境問(wèn)題的有效途徑,并被廣泛應(yīng)用于氣體凈化、污水處理及新能源開(kāi)發(fā)各個(gè)領(lǐng)域。在TiO2、ZnO等傳統(tǒng)光催化材料已不能滿足人們需要的背景下,新型光催化材料的開(kāi)發(fā)備受關(guān)注。因此,本論文采用水熱法制備出了具有高活性的非金屬含氧酸鹽 BiPO4光催化劑,并利用 Bi2MoO6復(fù)合氧化物具有可見(jiàn)光催化活性的特點(diǎn),通過(guò)與其形成固溶體以達(dá)到改善催化劑催化性能的目的。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　(1)利

2、用水熱法制備了BiPO4納米棒,直徑在200-300 nm之間,長(zhǎng)度約為1μm,比表面積為25.1 m2/g,平均孔徑為6.3 nm。樣品為單斜相獨(dú)居石結(jié)構(gòu),結(jié)晶度良好,禁帶寬度為4.32 eV。確定了制備 BiPO4納米棒的最佳條件:前驅(qū)體溶液 pH=3,水熱溫度T=180℃,水熱時(shí)間t=6 h。在此條件下合成的BiPO4納米棒具有優(yōu)良的光催化活性,在125 W汞燈下照射40 min,可使20 mg/L的RhB溶液脫色率達(dá)到94.1％

3、。
　　(2)采用水熱法合成了Bi2MoO6微球,直徑約100 nm,比表面積18.7 m2/g,平均孔徑25.9 nm。樣品為斜方晶型且結(jié)晶度良好,禁帶寬度為2.78 eV。確定了Bi2MoO6微球的最佳合成條件:前驅(qū)體溶液pH=3,水熱溫度T=160℃,水熱時(shí)間t=6 h,在此條件下制備的Bi2MoO6微球擁有優(yōu)良的光催化活性。在150 W氙燈下照射60 min,可使20 mg/L的RhB溶液脫色率高達(dá)96.7％。
　　

4、(3)催化降解RhB的過(guò)程主要有兩種機(jī)理:去乙基過(guò)程與破壞共軛結(jié)構(gòu)。二者最主要的區(qū)別是:前者的最大吸峰發(fā)生藍(lán)移,后者的最大吸收峰不會(huì)發(fā)生藍(lán)移,而是直接消失。
　　(4)通過(guò)水熱法制備了直徑在2-3μm的Bi1.4Mo0.2PO5.2固溶體微球,比表面積為25.3 m2/g,平均孔徑為9.3 nm。確定了Bi1+xMoxPO4+6x固溶體的最佳制備條件:nMo:nP=0.2(摩爾比)、前驅(qū)體溶液 pH=3,水熱溫度 T=180℃,水