銅基氧化物及其復合結構納米材料的制備和光催化性能研究.pdf

1、隨著印染紡織業和合成染料工業的發展，染料廢水對水環境的污染日益嚴重。染料廢水是一種非常難降解的有機廢水，染料及其降解中間產物具有致癌作用，因此發展有效的染料廢水處理方法具有重要的現實意義。近年來，半導體光催化技術在有機廢水處理和環境污染治理等領域發揮著越來越重要的作用。半導體納米光催化劑的形貌、尺寸、晶體結構和化學結構組分都對其光催化性能有著影響。本文以銅基氧化物作為研究對象，采用液相還原法制備了CuO納米光催化劑，采用兩步法制備了具有

2、p-n異質結構的Cu2O/BiVO4納米復合光催化劑。通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外-可見吸收光譜(UV-vis)等分析手段對所制備的光催化劑進行表征。使用有機廢水中常見的有機染料羅丹明B和亞甲基藍作為目標污染物，通過在紫外光或可見光照射下對有機染料溶液的光降解實驗來研究了光催化劑的光催化性能，并初步探究了其光催化機理。主要研究內容包括：
　　 ⑴采用室溫液相還原法制備p型半導

3、體CuO納米光催化劑。通過調控反應溶劑和堿性濃度，在純水相體系和復合溶劑體系中得到了不同形貌和尺寸的CuO納米光催化劑。在純水相體系中，當最終反應溶液中NaOH的濃度為0.1 mol/L時，合成了CuO納米線，而最終反應溶液中NaOH的濃度達到為0.4 mol/L時，合成了CuO層狀納米片;在水和乙醇的復合溶劑體系中，得到尺寸較小的CuO層狀納米片。在紫外光照射下，以有機染料羅丹明B作為目標污染物，研究了不同形貌和尺寸的CuO納米光催化

4、劑的光降解性能。光催化實驗結果表明，在純水相體系中得到的CuO納米線光催化劑和在復合溶劑體系中得到的CuO納米片光催化劑都具有良好的光催化性能。
　　 ⑵采用兩步法制備了具有p-n異質結結構的Cu2O/BiVO4納米復合光催化劑。首先通過水熱法制備出了單斜晶相白鎢礦型的BiVO4納米前驅粉體，然后通過醇熱法在BiVO4晶體表面生長Cu2O納米顆粒，使得在BiVO4和Cu2O兩種半導體的界面處形成p-n異質結。通過調控反應中Cu元