本文選題：BiOBr_xI_(1-x)可見光催化薄膜 + 熒光轉(zhuǎn)盤反應器��； 參考：《上海師范大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著全球?qū)τ诃h(huán)境問題的日益關(guān)注,光催化技術(shù)用于處理環(huán)境中的污染物的優(yōu)勢亦被全球研究者廣泛關(guān)注。為了提高光催化活性和對太陽光的利用率,研究者開發(fā)了眾多光催化劑,如粉末和薄膜催化劑。鉍基復合氧化物具有獨特的層狀結(jié)構(gòu),有利于光捕獲和光生載流子的傳遞,提高光催化活性,且能通過層間分子或者離子變化調(diào)變催化劑光催化性能,因此一直都是光催化材料領(lǐng)域研究的熱點。其中,BiOBr光催化劑因其在可見光下具有較高的活性和穩(wěn)定性,近年來基于BiOBr所進行的催化劑改進和探索研究逐漸成為熱點。目前,研究者已經(jīng)開發(fā)了不同方法制備光催化劑,如:水解法、反相微乳液法、溶劑熱法和微波法等,并且可以得到不同形貌的光催化劑,如花球狀、納米粒子等。然而,對以BiOBr為母體的光催化劑仍需進行相關(guān)研究,以在未來實際污染物治理中發(fā)揮作用。目前存在的問題主要包括:(1)研究工作主要集中在粉體催化劑,存在分離困難且難以重復利用的缺陷,(2)有色染料對光的屏蔽作用,使得催化劑吸收光的效率大幅下降,(3)光催化過程僅能在有光的條件下進行,夜間難以持續(xù)進行光催化反應針對以上問題,本論文主要開展了以下工作:(1)離子液體輔助溶劑熱法制備BiOBr_xI_(1-x)光催化薄膜及其在轉(zhuǎn)盤反應器上的應用實驗制備了負載型的BiOBr_xI_(1-x)光催化薄膜,解決了粉體催化劑難以回收利用和二次污染的問題。熒光轉(zhuǎn)盤反應器的設(shè)計即降低了有色染料對光的屏蔽,同時與催化劑的匹配實現(xiàn)了全天候光催化。具體實驗過程中,優(yōu)化了催化劑的釜熱制備條件,并根據(jù)催化劑的光吸收范圍與熒光粉的發(fā)光范圍優(yōu)化催化劑中Br與I的比例。咪唑溴鹽離子液體([C16mim]Br)和咪唑碘鹽離子液體([C6mim]I)在膜生長過程中既作為溴源也作為結(jié)構(gòu)導向劑,得到了交織網(wǎng)狀并長于玻璃基底上的膜催化劑。用X射線粉末衍射(XRD)、掃描電鏡(FESEM)研究其晶體結(jié)構(gòu)和形貌特征,用紫外可見分光光度計(UV-Vis Diffuse Reflectance Spectrum)研究Br與I不同比例的樣品的光吸收范圍,并用熒光光譜研究所選擇的轉(zhuǎn)盤中熒光粉的發(fā)光范圍,二者相互匹配的結(jié)果確定了最終的光催化劑,該實驗中以降解羅丹明B(RhB)作為探針反應研究其光催化性能。(2)漂浮型BiOBr-GO-MF光催化劑及其降解RhB的性能研究光催化劑負載在較輕的GO修飾的密胺樹脂基底上,使得催化劑便于回收和重復利用。催化劑漂浮在有色污染物溶液上方,減少溶液的光屏蔽作用,尤其降解高濃度的有色污染物時,漂浮型催化劑展現(xiàn)較高的光催化活性。具體實驗過程中,首先通過浸漬烘干的方法在密胺樹脂上負載一定量的GO,再通過溶劑熱的方法負載上一定量的BiOBr。實驗中針對催化劑漂浮在不同濃度的RhB溶液中不同深度處的吸附性能和光催化活性分別做了研究,結(jié)果表明催化劑在溶液中不同深度處的光催化降解活性差異主要是由光催化劑在不同深度時其正面對污染物的吸附能力和RhB溶液對光的屏蔽作用造成的。
[Abstract]:With the increasing attention of the world to environmental problems, the advantages of photocatalytic technology in the treatment of pollutants in the environment have also been widely concerned by researchers around the world. In order to improve the photocatalytic activity and the utilization of sunlight, researchers have developed a number of photocatalysts, such as powder and film catalysts. Bismuth based composite oxides have unique layers. The structure, which is beneficial to the transmission of optical capture and photogenerated carrier, improves the photocatalytic activity, and can modulate the photocatalytic activity of the catalyst through the change of interlayer molecules or ions. Therefore, it has always been a hot spot in the field of photocatalytic materials. Among them, BiOBr photocatalyst has high activity and stability under visible light. In recent years, the photocatalyst is based on Bi. The catalyst improvement and exploration of OBr has gradually become a hot spot. At present, researchers have developed different methods to prepare photocatalyst, such as hydrolysis, reverse microemulsion, solvent thermal and microwave, and can obtain different morphologies of photocatalyst, such as flower ball, nanoparticles, etc., however, the light of BiOBr is the mother of the matrix. Chemical agents still need to be studied in order to play a role in the future treatment of actual pollutants. The main problems are as follows: (1) the research work is mainly concentrated on the powder catalyst, which is difficult to be separated and difficult to reuse, (2) the shielding effect of colored dyes on light, which makes the efficiency of the absorption light of the catalyst drop significantly, (3) light. The catalytic process can only be carried out under light conditions, and it is difficult to continue photocatalytic reaction at night for the above problems. The following work has been carried out in this paper: (1) BiOBr_xI_ (1-x) photocatalytic film is prepared by ionic liquid assisted solvent thermal method and its application on a turntable reactor to prepare supported BiOBr_xI_ (1-x) photocatalytic thinning The membrane has solved the problem that the powder catalyst is difficult to recycle and two pollution. The design of the fluorescent disc reactor is designed to reduce the shielding of the colored dye to the light. At the same time, the all-weather photocatalysis is realized with the matching of the catalyst. In the specific experiment, the conditions of the preparation of the catalyst are optimized and the light absorption range of the catalyst is based on the range of the photocatalyst. The luminescence range of the phosphor is optimized for the ratio of Br to I. Imidazolium bromide ionic liquid ([C16mim]Br) and imidazole iodized ionic liquid ([C6mim]I) are used both as the bromine source and as the structural guide in the membrane growth, and the interwoven network and the membrane catalyst on the glass substrate are obtained. X ray powder diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (FESEM) are used. In order to study the crystal structure and morphologies, UV-Vis Diffuse Reflectance Spectrum (UV-Vis Reflectance Spectrum) was used to study the light absorption range of the samples with different proportions of Br and I, and the luminescence range of the phosphor in the selected turntable was studied by the fluorescence spectrum. The final photocatalyst was determined by the results of the two matching. Study on the photocatalytic properties of Luo Danming B (RhB) as a probe. (2) the performance of floating BiOBr-GO-MF photocatalyst and its degradation of RhB, the photocatalyst was loaded on the lighter GO modified melamine resin substrate, making the catalyst easier to recover and reuse. When the light shielding effect, especially the high concentration of colored pollutants, the floating catalyst exhibits high photocatalytic activity. In the specific experiment, a certain amount of GO is loaded on the melamine resin by the impregnation drying method, and then a certain amount of BiOBr. experiments on the load by solvent heat are used to float the catalyst in different concentration. The adsorption and photocatalytic activity at different depths in the RhB solution were studied. The results showed that the photocatalytic degradation activity of the catalyst at different depths in the solution was mainly caused by the adsorption capacity of the photocatalyst at different depths and the shielding effect of the RhB solution on the light.
【學位授予單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X505;O643.36

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本文編號：1969927