本文關鍵詞：多級結構BiOCl的制備及光催化性能研究　出處：《哈爾濱理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：能源短缺和環(huán)境污染是當今人類社會面臨的兩大挑戰(zhàn)。光催化技術可以將低密度的太陽能轉化為高密度的電能或者化學能量,在催化劑的作用下可以直接利用太陽光降解水或空氣中的有機污染物,還可以光解水制備氫氣。因此光催化技術在環(huán)境凈化和清潔能源開發(fā)方面具有廣闊的應用前景。光催化的核心問題就是光催化劑的制取,目前被發(fā)現具有光催化活性的物質主要有金屬硫化物和金屬氧化物等半導體。為了進一步拓展光催化劑的光響應范圍以便進一步提高太陽光的光催化效率,開發(fā)新型非傳統(tǒng)高活性、高能效光催化材料的研究,已成為光催化領域的一個重要方向,其中多元鉍金屬氧化物材料由于其特有的層狀結構和內部電場,能夠有效地實現光生電子-空位的分離,從而顯示出優(yōu)異的光催化性能。其中BiOCl由于其合適的禁帶寬度在光催化領域備受關注。此外,光催化劑的微觀結構、特別尺寸、三維結構、表面形貌、晶面比例、孔道等對材料的催化性能具有極大影響。本文致力于新型BiOCl的室溫合成、表征和紫外光降解有機污染物的研究。通過使用不同的工藝參數和合成方法對BiOCl的形貌和結構進行調控,研究其形成機理以及微結構對光催化活性的影響規(guī)律等。因此本文的研究課題在國內有較重要的研究意義。本論文的主要研究工作如下:1.室溫條件下以氨水和稀硝酸作為pH值的調節(jié)劑,以Bi(NO3)3為Bi源,以可溶性氯鹽為Cl—源,在不同軟模板的調控下合成多級結構的BiOCl。并采用SEM對粉體的形貌進行表征,利用XRD對其物相結構進行分析測定,利用紫外可見分光光度計對不同實驗條件下的羅丹明B的降解行為進行測定。結果表明:論文中不同工藝合成的粉體均為單一物相的BiOCl,樣品的形貌強烈的依賴于氯鹽的種類、軟模板的類型、pH值等;所合成的材料在紫外光的照射下均能有效地礦化羅丹明B。2.在微波輔助的條件下,以稀硝酸調節(jié)體系的pH值,以Bi(NO3)3為Bi源,以Mg Cl2作為Cl—源,在PEG2000的調控下,在極短的時間下合成了結晶良好的、具有3D分級結構的BiOCl微球。并采用XRD、SEM等技術對所合成的材料的組成、結構和形貌進行了表征,并討論了其形成機理。在紫外光的照射下,以羅丹明B作為目標模擬降解物研究了所合成材料的光催化活性。結果表明,BiOCl具有良好的紫外光催化催化活性,BiOCl的光催化能力隨著濃度的增加出現先增加后降低的現象,1g/L的降解效率最高,同時降解能力與pH值也密切相關,pH值越低降解效率越高。通過以上兩種工藝合成的BiOCl材料可以很容易的回收,在多次使用后,其結構和性能基本不變,具有良好的實際應用價值。
[Abstract]:In order to further expand the photoresponse range of BiOCl , it has been found that BiOCl has a wide application prospect in the fields of environmental purification and clean energy . meanwhile , the degradation capacity is closely related to the pH value , the lower the pH value is , the higher the degradation efficiency is . The BiOCl material synthesized by the above two processes can be easily recovered , and the structure and the performance of the BiOCl material can be basically unchanged after multiple use , and the BiOCl material has good practical application value .

【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36

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本文編號：1427772