本文選題：鐵酸鉍　切入點：復(fù)合材料　出處：《安徽工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鐵酸鉍(BiFeO_3)是少數(shù)幾種室溫下同時具有鐵電、鐵磁的新型多鐵性材料之一,且具有較窄的禁帶寬度(2.1-2.8 e V),在光催化領(lǐng)域受到了越多越多的關(guān)注。但是單一的BiFeO_3的光生電子和空穴易復(fù)合,光催化效率較低。因此,本文圍繞如何提高BiFeO_3的光催化效率展開,如:1)與高級氧化技術(shù)結(jié)合協(xié)同降解有機(jī)污染物;2)進(jìn)行離子摻雜;3)制備BiFeO_3/g-C_3N_4新型復(fù)合材料,形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)來降低光生電子和空穴的復(fù)合率。1. 采用水熱法制備出純相BiFeO_3微米球,通過X-射線衍射、掃描電子顯微鏡、固體UV-vis漫反射光譜等手段對材料進(jìn)行了表征,分析其物相、結(jié)構(gòu)、形貌、和光學(xué)性質(zhì)。BiFeO_3在可見光下降解羅丹明B(Rh B)的實驗表明,BiFeO_3具有良好的可見光活性可以降解Rh B。BiFeO_3中的Fe~(3+)可以活化過硫酸氫鉀(PMS)產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基SO_4~(·-),在協(xié)同高級氧化技術(shù)后光催化效率明顯高于純相的BiFeO_3。此外我們研究了反應(yīng)溫度、PMS用量等條件對光催化活性的影響,發(fā)現(xiàn)隨著溫度與PMS用量的增加,光催化活性明顯增強(qiáng)。為了進(jìn)一步探究反應(yīng)中自由基的影響,進(jìn)行了系列淬滅實驗,并提出了光催化和高級氧化技術(shù)協(xié)同降解有機(jī)污染物的機(jī)理。2.采用水熱法制備出了Co摻雜的BiFeO_3微米球,通過X-射線衍射、掃描電子顯微鏡、磁滯回線、固體UV-vis漫反射光譜等對光催化材料進(jìn)行表征。XRD與SEM的EDS分析結(jié)果表明Co已摻雜進(jìn)入BiFeO_3晶格中,由于摻雜量較少并未引起結(jié)構(gòu)變化。UV-vis分析表明,摻雜后樣品對光的吸收范圍擴(kuò)大到400 nm~700 nm;由于Co較Fe有利于激發(fā)PMS產(chǎn)生SO_4~(·-)和SO_5~(·-),使得Co摻雜BiFeO_3活化PMS降解Rh B的能力顯著增強(qiáng)。同時Co摻雜后的樣品,能有效的降低光生電子和空穴的復(fù)合率,從而有效的提高光催化活性。通過對BiFeO_3顆粒的磁性能分析表明Co的摻雜能增加BiFeO_3的磁性。最后對Co摻雜BiFeO_3的穩(wěn)定性進(jìn)行了考察。3.采用水熱和高溫焙燒相結(jié)合法制備出不同質(zhì)量配比的g-C_3N_4/BiFeO_3復(fù)合材料(g-C_3N_4/BiFeO_3的質(zhì)量比分別為3%、6%、12%),通過X射線衍射、透射電子顯微鏡、固體UV-vis漫反射光譜等手段對樣品進(jìn)行了表征。XRD、TEM分析結(jié)果表明異質(zhì)結(jié)構(gòu)在兩種材料之間形成。UV-vis分析表明復(fù)合材料較純相BiFeO_3的光吸收范圍更廣。在可見光的照射下,形成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的BiFeO_3/g-C_3N_4新型復(fù)合材料表現(xiàn)出比單相的BiFeO_3更強(qiáng)的光催化活性與穩(wěn)定性。同時為了進(jìn)一步提高光催化活性,向體系內(nèi)引入H_2O_2形成類-Fenton試劑,產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的·OH,更高效的降解有機(jī)污染物。此外,我們探究了在類-Fenton反應(yīng)中溶液p H值對光催化活性的影響,最后并對復(fù)合材料的穩(wěn)定性進(jìn)行了考察,并通過淬滅實驗提出光催化反應(yīng)機(jī)理。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36;O644.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1605725