本文關鍵詞：釩酸秘基光催化材料的制備及其光催化性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,工業(yè)廢水污染給環(huán)境帶來很大的潛在問題。與傳統(tǒng)的處理方法相比,半導體光催化技術(shù)由于其反應溫和、無二次污染、能源清潔等優(yōu)勢,近年來備受研究者的青睞。釩酸鉍作為新型半導體材料的代表受到研究者的廣泛關注。本文針對亟待解決的印染廢水問題,通過對Bi VO4進行改性,構(gòu)建可見光增強的Bi VO4復合催化體系,用于降解亞甲基藍模擬的印染廢水。通過XRD、XPS、SEM、TEM、UV-vis等表征手段對催化劑的晶體結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸、表面形貌等進行分析,并結(jié)合其光催化性能,探究光催化機理。結(jié)果表明:(1)采用水熱合成的方法,考察了不同p H值、水熱合成時間對單斜相Bi VO4光催化劑的影響。研究表明,p H為1、水熱時間為24h的條件為釩酸鉍的最佳制備條件。制備出的單斜相Bi VO4樣品對亞甲基藍的降解率最好可達63%。(2)采用紫外還原的方法,制備Ag_2O/BiVO_4復合半導體。通過表征結(jié)果可以看出Ag2O的負載對樣品的晶相結(jié)構(gòu)沒有影響,但晶體尺寸有所減小。負載量為4%時,對亞甲基藍降解率最好可達84%。主要是因為在能級偏移的電勢差作用下,Ag2O激發(fā)的導帶電子遷移到Bi VO4的導帶上,而Bi VO4的空穴轉(zhuǎn)移到Ag2O的價帶,很大程度上抑制了光生電子-空穴對的復合,使得Ag_2O/BiVO_4在光激發(fā)下捕獲強氧化性的羥基自由基,可以將目標污染物高效、快速的氧化分解。(3)采用一步水熱合成的方法,制備Eu摻雜的Bi VO4樣品。通過表征結(jié)果可以看出Eu的摻雜沒有改變樣品的晶相結(jié)構(gòu),在摻雜量為1%時,樣品對亞甲基藍的降解效率最好可達77%。主要是由于Eu3+與偏釩酸銨提供的V5+爭奪O,取代Bi VO4晶格中的V原子,形成Eu-O,最終Eu以摻雜的形式進入Bi VO4晶格中,形成晶格缺陷,造成新的能級帶,從而增強Bi VO4的可見光催化活性。(4)采用水熱合成及紫外還原的方法,將Ag2O負載在Eu摻雜的Bi VO4表面,在兩種方法的共同作用下,制備的樣品對亞甲基藍降解率可達95%,且降解速率明顯提升。這主要是由于兩種改性方法協(xié)同作用,對提高Bi VO4的可見光催化活性產(chǎn)生了積極的作用。
【關鍵詞】：光催化劑 釩酸鉍 Eu摻雜 Ag_2O復合 亞甲基藍
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 印染廢水污染現(xiàn)狀及治理措施12-14
• 1.2.1 印染廢水污染現(xiàn)狀12
• 1.2.2 印染廢水治理措施12-14
• 1.3 光催化技術(shù)研究進展14-16
• 1.3.1 光催化技術(shù)概述14
• 1.3.2 半導體光催化原理14-15
• 1.3.3 半導體光催化劑的類型15-16
• 1.4 鉍系光催化劑簡介16-18
• 1.4.1 鉍及其化合物16-18
• 1.4.2 釩酸鉍的性質(zhì)及其應用18
• 1.5 釩酸鉍的改性18-20
• 1.5.1 離子摻雜19
• 1.5.2 半導體復合19-20
• 1.5.3 表面光敏化20
• 1.5.4 表面貴金屬沉積20
• 1.6 研究目的及主要內(nèi)容20-22
• 1.6.1 研究目的20-21
• 1.6.2 研究內(nèi)容21-22
• 第2章 實驗方法22-27
• 2.1 實驗儀器與材料22-23
• 2.1.1 實驗儀器22
• 2.1.2 實驗藥品22-23
• 2.2 催化劑的制備23-24
• 2.2.1 BiVO_4的制備23-24
• 2.2.2 Ag_2O/BiVO_4的制備24
• 2.2.3 Eu摻雜BiVO_4的制備24
• 2.2.4 Eu摻雜Ag_2O/BiVO_4的制備24
• 2.3 樣品表征24-25
• 2.3.1 X射線衍射分析 （XRD）24-25
• 2.3.2 X射線光電子能譜（XPS）25
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡（SEM）25
• 2.3.4 透射電子顯微鏡（TEM）25
• 2.3.5 紫外-可見漫反射光譜（UV/Vis-DRS）25
• 2.4 光催化活性評價25-27
• 2.4.1 實驗過程25-26
• 2.4.2 亞甲基藍標準溶液曲線26-27
• 第3章 BiVO_4的制備及其光催化性能研究27-35
• 3.1 催化劑的表征27-32
• 3.1.1 XRD圖譜分析27-30
• 3.1.2 XPS能譜分析30-31
• 3.1.3 SEM電鏡分析31-32
• 3.1.4 UV-vis光譜分析32
• 3.2 可見光催化性能的研究32-33
• 3.3 可見光催化機理分析33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第4章 Ag_2O/BiVO_4的制備及其光催化性能研究35-41
• 4.1 催化劑的表征35-39
• 4.1.1 XRD圖譜分析35-36
• 4.1.2 SEM電鏡分析36-37
• 4.1.3 XPS能譜分析37
• 4.1.4 TEM-mapping元素分析37-38
• 4.1.5 TEM電鏡分析38
• 4.1.6 UV-vis光譜分析38-39
• 4.2 可見光催化性能的研究39-40
• 4.3 可見光催化機理分析40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 第5章 Eu摻雜BiVO_4的制備及其光催化性能研究41-46
• 5.1 催化劑的表征41-43
• 5.1.1 XRD圖譜分析41-42
• 5.1.2 SEM電鏡分析42
• 5.1.3 TEM-Mapping元素分析42-43
• 5.1.4 UV-vis光譜分析43
• 5.2 可見光催化性能的研究43-45
• 5.3 可見光催化機理分析45
• 5.4 本章小結(jié)45-46
• 第6章 Eu摻雜Ag_2O/BiVO_4的制備及其光催化性能研究46-51
• 6.1 催化劑的表征46-49
• 6.1.1 XRD圖譜分析46-47
• 6.1.2 SEM電鏡分析47-48
• 6.1.3 TEM-mapping元素分析48
• 6.1.4 UV-vis光譜分析48-49
• 6.2 可見光催化性能的研究49-50
• 6.3 可見光催化機理分析50
• 6.4 本章小結(jié)50-51
• 第7章 結(jié)論與建議51-53
• 7.1 結(jié)論51-52
• 7.2 建議52-53
• 參考文獻53-61
• 作者簡介及在學期間科研成果61-62
• 致謝62

【參考文獻】

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本文編號：510875