本文關(guān)鍵詞：基于鐵酸鉍與鎢酸鉍的光催化劑的制備及其光催化性能的研究

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【摘要】：本文主要討論半導(dǎo)體材料在光催化降解中應(yīng)用,介紹半導(dǎo)體光催化材料在光催化過(guò)程中主要的優(yōu)勢(shì)以及不足。并詳細(xì)敘述半導(dǎo)體光催化劑的反應(yīng)機(jī)理,并詳細(xì)介紹了影響半導(dǎo)體光催化性能的主要因素。著重討論國(guó)內(nèi)外常用的半導(dǎo)體光催化的改性技術(shù)。然后對(duì)制備多元氧化物半導(dǎo)體光催化劑的研究進(jìn)展進(jìn)行探究。在以上的基礎(chǔ)上研究人員確定以草酸鐵、鎢酸鉍為研究對(duì)象通過(guò)水熱法制備高效光催化劑的研究方向。得出以下成果：研究人員通過(guò)溫和水熱法合成了金屬有機(jī)框架配合物[Fe(ox) (phen)]n,并對(duì)其形貌與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了X射線(xiàn)單晶衍射(single-XRD),X射線(xiàn)衍射(XRD,X射線(xiàn)電子能譜(XPS)、紅外光譜(IR),紫外可見(jiàn)漫反射吸收光譜(DSC)等表征。配合物屬于單斜晶系,空間群為P21,并形成了二維的鏈狀結(jié)構(gòu)。配合物在可見(jiàn)光下可降解羅丹明B、甲基橙,并提出了一個(gè)可能的降解機(jī)理。研究人員通過(guò)簡(jiǎn)單、水熱法合成了一種新型的納米自主裝的Bi25Fe040(BFO)四面體立方塊。研究人員采用X射線(xiàn)衍射(XRD),電子能譜(EDS)、X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)、掃描電鏡(SEM),透射電鏡(TEM)和高分辨(HRTEM)等對(duì)其形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。并發(fā)現(xiàn)BFO樣品具有良好的光催化活性。研究人員基于合理設(shè)計(jì)異質(zhì)結(jié)結(jié)果,通過(guò)溫和水熱法成功合成了一種新型的、高效的Bi25FeO40-Bi2WO6異質(zhì)結(jié)光催化劑,采用預(yù)先制備的BiWO6納米片作為Bi3+源和第二階段的合成原料。對(duì)制得的光催化劑進(jìn)行了粉末X射線(xiàn)衍射(XRD),紅外光譜,電子能譜(EDS),X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)以及掃描電子顯微鏡(SEM)。對(duì)Bi25FeO40-Bi2WO6異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的紫外-可見(jiàn)光催化性能也進(jìn)行了測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明Bi25FeO40-Bi2W06異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光催化性能高于物理混合的兩種樣品以及單獨(dú)的一種樣品(Bi25FeO40和Bi2WO6)。其光催化效果的增強(qiáng)可能是因?yàn)槠ヅ涞哪軒恢?緊密的表面連接以及異質(zhì)結(jié)間“表面對(duì)表面”的接觸模式。另外,文章末尾提出了一個(gè)可能的光催化降解機(jī)理以及討論了光生電子與空穴的分離過(guò)程。
【關(guān)鍵詞】：水熱法 草酸鐵 鎢酸鉍 光催化 可見(jiàn)光
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1. 緒論14-26
• 1.1 引言14
• 1.2 半導(dǎo)體光催化劑的反應(yīng)機(jī)理14-16
• 1.2.1 納米半導(dǎo)體的特性14-15
• 1.2.2 半導(dǎo)體的光催化特性15-16
• 1.3 影響半導(dǎo)體光催化劑光催化性能的主要因素16-19
• 1.3.1 催化劑本身的影響16-18
• 1.3.2 反應(yīng)條件的影響18-19
• 1.3.3 降解物自身的影響19
• 1.4 半導(dǎo)體光催化劑的改性技術(shù)19-21
• 1.4.1 貴金屬沉積19-20
• 1.4.2 金屬離子摻雜20
• 1.4.3 半導(dǎo)體材料復(fù)合20-21
• 1.4.4 表面光敏化21
• 1.4.5 新型半導(dǎo)體光催化研究進(jìn)展21
• 1.5 多元氧化物半導(dǎo)體光催化劑的研究進(jìn)展21-22
• 1.5.1 固相法22
• 1.5.2 水熱法22
• 1.5.3 化學(xué)溶液分解法22
• 1.6 本論文的選題依據(jù)與研究?jī)?nèi)容22-24
• 參考文獻(xiàn)24-26
• 2. 基于鄰菲羅啉的鐵基金屬有機(jī)框架材料的合成,結(jié)構(gòu)和光催化的性能研究26-38
• 2.1 引言26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分27-28
• 2.3 結(jié)果與討論28-35
• 2.3.1 晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定和相關(guān)晶體學(xué)數(shù)據(jù)28-29
• 2.3.2 晶體結(jié)構(gòu)分析29-30
• 2.3.3 紅外光譜分析30-31
• 2.3.4 固體紫外吸收光譜分析31
• 2.3.5 粉末X-射線(xiàn)多晶衍射譜圖分析31-32
• 2.3.6 X射線(xiàn)光電子能譜分析32-33
• 2.3.7 光催化相關(guān)性研究33-35
• 2.4 小結(jié)35-36
• 參考文獻(xiàn)36-38
• 3. 新型的納米小顆粒自組裝的Bi_(25)FeO_(40)四面體的水熱合成、影響因素以及杰出的光催化性能的研究38-54
• 3.1 引言38-39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分39
• 3.3 結(jié)果與討論39-49
• 3.3.1 X射線(xiàn)衍射與X射線(xiàn)光電子能譜分析39-40
• 3.3.2 紅外與拉曼光譜分析40-41
• 3.3.3 掃描與透射顯微鏡圖像分析41-42
• 3.3.4 X射線(xiàn)電子能譜(EDS)分析42-43
• 3.3.5 影響因素43-45
• 3.3.6 光催化性能45-49
• 3.4 結(jié)論49-52
• 參考文獻(xiàn)52-54
• 4. 基于晶面設(shè)計(jì)的Bi_(25)FeO_(40)-Bi_2WO_6異質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)光催化活性的研究54-70
• 4.1 引言54-55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容55
• 4.3 結(jié)果與討論55-65
• 4.3.1 XRD分析55-57
• 4.3.2 紅外光譜分析57-58
• 4.3.3 XPS分析58
• 4.3.4 掃描與元素分布圖譜分析58-60
• 4.3.5 紫外-可見(jiàn)固體漫反射吸收光譜分析60-61
• 4.3.6 光催化性能表征61-63
• 4.3.7 表面光電流圖譜分析63
• 4.3.8 活性物種捕捉實(shí)驗(yàn)63-64
• 4.3.9 純的Bi_(25)FeO_(40)(S1)的價(jià)帶譜分析64-65
• 4.4 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 致謝70-72
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果72

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