近年來,能源短缺和環(huán)境污染嚴重威脅著人類社會的發(fā)展,因此綠色環(huán)保的光催化技術倍受科學界的廣泛關注并將其應用在解決能源危機和治理環(huán)境污染等領域。光催化技術在水分解產(chǎn)氫、二氧化碳還原、有機合成、殺菌消毒、環(huán)境治理等領域具有廣闊的應用前景。在環(huán)境治理方面,光催化材料可以將有機污染物降解為二氧化碳、水和無毒產(chǎn)品,無二次污染。因此,光催化技術被認為是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ母纳骗h(huán)境的方法,并且越來越受到人們的關注。目前光催化領域研究的重點是開發(fā)經(jīng)濟有效,簡單易得,性能優(yōu)越和活性穩(wěn)定的光催化材料。本文利用反應型離子液體和表面活性劑形成的復合體系制備了形貌可控的新型高效的氯氧鉍鉛(PbBiO₂Cl)光催化材料。同時利用碳量子點(CQDs)和少層石墨相氮化碳(g-C₃N₄)修飾PbBiO₂Cl材料調控光吸收范圍和光催化活性。另外,選用難降解的有色和無色污染物作為目標物,考察所制備材料的光催化性能,并通過各種表征方法分析材料的形貌結構,組成以及光電性能等以便探究可能的光催化機理。具體研究內容如下:本文通過使用離子液體十六烷...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 半導體光催化概述
        1.2.1 半導體光催化簡介
        1.2.2 半導體光催化技術的基本原理
        1.2.3 半導體光催化的影響因素及改善方法
    1.3 半導體光催化技術的應用
        1.3.1 光催化制氫
        1.3.2 光催化轉化CO2

        1.3.3 光催化殺菌消毒
        1.3.4 光催化降解污染物
    1.4 半導體光催化材料的研究進展
        1.4.1 傳統(tǒng)光催化材料
        1.4.2 基于傳統(tǒng)光催化劑修飾的光催化材料
        1.4.3 鉍基光催化材料
    1.5 鉍基多金屬材料的研究
        1.5.1 鉍基多金屬鹵氧化物的研究
        1.5.2 PbBiO₂X(X=Cl,Br,I)光催化材料
        1.5.3 PbBiO₂Cl光催化材料
    1.6 本課題的研究內容和意義
第二章 PbBiO₂Cl材料的可控制備及其增強光催化性能研究
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗儀器
        2.2.2 實驗試劑
        2.2.3 PbBiO₂Cl光催化材料的制備
        2.2.4 PbBiO₂Cl材料的光催化活性
    2.3 結果與討論
        2.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        2.3.2 光催化性能分析
        2.3.3 X射線光電子能譜(XPS)分析
        2.3.4 掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和能譜(EDS)分析
        2.3.5 離子液體和PVP的影響
        2.3.6 氮氣吸附-脫附和孔徑分析
        2.3.7 紫外-可見漫反射圖譜(DRS)分析
        2.3.8 光電化學性質分析
        2.3.9 電子自旋共振(ESR)和自由基捕獲實驗的分析
        2.3.10 光催化降解機理分析
        2.3.11 光催化材料的穩(wěn)定性分析
    2.4 本章小結
第三章 CQDs/PbBiO₂Cl復合材料的制備及其增強光催化性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗儀器
        3.2.2 實驗試劑
        3.2.3 CQDs/PbBiO₂Cl光催化材料的制備
        3.2.4 光催化性能測試
        3.2.5 CQDs/PbBiO₂Cl復合材料的光電流測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 CQDs/PbBiO₂Cl復合材料的XRD和能譜(EDS)分析
        3.3.2 傅里葉紅外光譜(FT-IR)分析
        3.3.3 CQDs/PbBiO₂Cl復合材料的XPS分析
        3.3.4 CQDs/PbBiO₂Cl復合材料形貌分析
        3.3.5 紫外-可見漫反射光譜(DRS)
        3.3.6 CQDs/PbBiO₂Cl復合材料的氮氣吸附-脫附和孔徑分析
        3.3.7 CQDs/PbBiO₂Cl復合材料的光催化降解性能
        3.3.8 光電化學性質分析
        3.3.9 電子自旋共振(ESR)和自由基捕獲實驗的分析
        3.3.10 光催化降解機理分析
    3.4 本章小結
第四章 g-C₃N₄/PbBiO₂Cl復合材料的制備及其增強光催化性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗儀器
        4.2.2 實驗試劑
        4.2.3 g-C₃N₄/PbBiO₂Cl光催化材料的制備
        4.2.4 光催化性能測試
        4.2.5 g-C₃N₄/PbBiO₂Cl復合材料的光電流測試
    4.3 結果與討論
        4.3.1 g-C₃N₄/PbBiO₂Cl復合材料的XRD分析
        4.3.2 傅立葉紅外(FT-IR)和能譜(EDS)分析
        4.3.3 g-C₃N₄/PbBiO₂Cl復合材料的XPS分析
        4.3.4 g-C₃N₄/PbBiO₂Cl復合材料的形貌分析
        4.3.5 g-C₃N₄/PbBiO₂Cl復合材料的氮氣吸附-脫附和孔徑分析
        4.3.6 g-C₃N₄/PbBiO₂Cl復合材料的DRS和PL分析
        4.3.7 g-C₃N₄/PbBiO₂Cl復合材料的電化學性能分析
        4.3.8 g-C₃N₄/PbBiO₂Cl復合材料的光催化降解性能
        4.3.9 g-C₃N₄/PbBiO₂Cl復合材料的自由基捕獲實驗分析
        4.3.10 g-C₃N₄/PbBiO₂Cl復合材料的電子自旋共振(ESR)分析
        4.3.11 光催化降解機理分析
    4.4 本章小結
第五章 結論和展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文



本文編號：3921067

suoshi