鉍基納米結構的可控合成及其光催化性能研究.pdf

1、隨著生活水平的改善,人們的環保意識日益增強,半導體光催化技術是一種新型環境污染治理方法,光催化反應以紫外光或可見光作為能量驅動源,其最終產物為CO2和H2O,該技術綠色環保,具有極大的應用前景。鉍基納米結構是一類新型高效的光催化材料,本文對該系列化合物中的BiOCl和Bi2WO6材料的溶劑熱法可控合成及其光催化性能做了系統性的研究。
　　采用非模板低溫溶劑熱法合成了BiOCl介孔納米結構,采用尿素作為晶體生長控制劑來調節樣品的顯微

2、結構,隨著尿素濃度的增加,BiOCl的顯微結構可以從無孔結構過渡到介孔納米結構,介孔樣品顯示出了更高的光催化性能。采用浸漬法對BiOCl介孔納米結構進行Pt貴金屬修飾,結果顯示 Pt以納米顆粒的形式分散在BiOCl納米片的表面,修飾后樣品的光催化活性得到改善,且改變了樣品光催化降解甲苯氣體的反應路徑,抑制了二次污染物甲醛的產生。當采用熱處理對樣品進行氧空位缺陷控制時,發現熱處理同樣具有增強樣品光催化性能、抑制甲醛生成的作用,并認為這與熱

3、處理引起的氧空位缺陷增加有關。
　　對BiOCl介孔納米結構的生長機制所進行的研究表明,構成納米結構的納米片單元生長遵守Orientated-Attachment機制。當在合成BiOCl樣品的溶劑熱體系中引入W元素時,發現在Bi-W-Cl-O溶劑熱體系中,隨著反應的進行,BiOCl相先生成,而后逐漸向Bi2WO6相演化,隨著BiOCl相逐步溶解,溶液中析出的離子重新按照Orientated- Attachment機制形成Bi2WO

4、6納米結構。分析結果表明,在乙二醇構成的溶劑熱體系中,鉍基光催化材料納米結構傾向于按照Oriented-Attachment機制進行生長。
　　通過控制Bi-W-Cl-O溶劑熱體系的反應過程,可以得到量子點修飾的Bi2WO6納米結構,樣品在可見光輻照下能夠高效的光催化降解羅丹明B染料。類似的,當采用尿素作為Bi2WO6顯微結構控制劑時,發現隨著尿素量的增加,產物由BiOCl相過渡到Bi2WO6相,且納米結構的外形由微球結構演化為納