鉍基半導體微納米材料的可控合成與光催化性能研究.pdf

1、層狀材料因其獨特的結構及內電子場效應能有效促進光生電子與空穴的產生和轉移而備受關注，特別是Bi(Ⅲ)5d106s2可以與O-2p軌道雜化使材料的吸收光范圍向可見光區擴展。據我們所知，BiOBr與(BiO)2CO3均為層狀的間接半導體，間接半導體能有效的阻止光生電子與空穴對的再復合。這些對提高光催化劑的光催化性能意義重大。但單一的BiOBr或普通的(BiO)2CO3光催化劑因其性能提升空間有限而限制了其推廣應用，因此開發復合鉍基催化劑或改

2、性單一鉍基催化劑結構顯得尤為迫切。本論文包含兩個部分:一、四方納米片自組裝的Bi/BiOBr微米四方花的可控合成及其優異的光催化應用;二、納米片自組裝的(BiO)2CO3微米球的綠色可控合成及其在光催化上的應用。
　　主要內容如下:
　　第一部分包含以下內容:首先，通過一種簡單的溶劑熱合成方法合成了一種新穎四方微米花結構的Bi/BiOBr復合光催化劑，其中Bi是由原位還原BiOBr所得，還原劑為乙二醇轉化的乙醛;其次，調控起

3、始物反應物的摩爾比，反應時間和反應溫度等參數理解Bi/BiOBr微米四方花的形成機制，實驗結果表明這些反應參數均可用于調控合成產物中金屬Bi與BiOBr的相對摩爾比及調控復合物表面結構。最后，選取羅丹明B，亞甲基藍和甲基橙作為被降解污染物探究了所得材料的光催化性能，結果表明Bi/BiOBr結構及其Bi與BiOBr摩爾比對其光催化性能的影響很大?？偟膩碚f，這項工作不僅開拓了Bi基復合材料可控合成的新思路，而且代表了微納Bi基復合結構功能先

4、進材料在光催化應用上的進步。
　　第二部分包含如下內容:一方面，討論了二水合檸檬酸鈉和尿素參與下的納米片自組裝的(BiO)2CO3微米球簡單合成。利用檸檬鈉的配位作用緩慢釋放Bi離子及尿素緩慢分解釋放碳酸根調節反應速率，使得合成過程受動力學控制，進而合成出高度單分散、形貌規整、尺寸均一的(BiO)2CO3微米球材料。通過調控檸檬酸鈉與鉍鹽的摩爾比和尿素與鉍鹽的摩爾比發現二者在合成反應中起重要作用。另一方面研究了所得(BiO)2CO