鉍基氧化物納米材料的制備及其光催化性能研究.pdf

1、隨著資源的過度開發利用和環境污染的加重，人類生活環境受到嚴重的破壞，環境問題成為當今世界關注的主要問題之一。近年來，作為新興的污染治理技術，光催化在環境保護中的應用日益受到人們的重視。光催化技術的核心是制備高效的光催化材料。理想的光催化劑應當穩定性好、價格低廉、無毒、高活性且能充分吸收太陽光。TiO2是目前被研究和應用最多的半導體光催化劑。但是，較高的光生電子與空穴復合率導致TiO2的光量子效率較低；此外，由于帶隙較寬，其吸收光譜只占太

2、陽光譜中很小的一部分，不能充分利用太陽能。因此，新型光催化劑的研究焦點都放在二元或三元等復雜結構的氧化物上，人們希望能找到電荷分離效率高，光響應范圍較寬，能充分吸收利用太陽光且光催化效率較高的光催化劑。 基于此，本論文主要進行鉍基復合氧化物納米顆粒的制備及光催化性能研究，其主要內容包括： 采用化學溶液分解法制備出Bi2WO6源樣品。XRD結果表明，在500℃下熱處理的樣品已經具有較好的結晶性，隨著熱處理溫度的升高，樣品的

3、結晶性沒有明顯改善。源樣品經過合適的酸化條件處理，得到了純相的、小尺寸的Bi2WO6納米材料。紫外可見漫反射譜顯示酸化前后樣品均對可見光具有吸收響應。在水溶液懸浮體系中進行可見光照射下的染料羅丹明B的光催化降解實驗，表征材料了的光催化性能。實驗發現樣品在可見光照射下對羅丹名B均具有較好的光催化降解性能。經過酸化處理的、納米級片層狀Bi2WO6樣品的光催化活性比源樣品大大提高。實驗還發現，反應溫度對光催化反應的進行具有一定影響。溶液的光譜

4、吸收變化規律顯示在光催化降解反應過程中羅丹明B分子的4個已基逐漸脫去。 采用化學溶液分解法制備出Bi14W2O27源樣品。XRD結果表明，500℃下熱處理得到的產物有微量雜相，隨熱處理溫度的升高，樣品的結晶性沒有明顯改善。源樣品經過一定的酸化條件處理，得到了純相的、納米尺寸的Bi14W2O27、Bi2WO6及鎢酸。由SEM照片，經過酸化處理的樣品，由燒結團聚的大顆粒變成納米尺寸的片層狀。紫外可見漫反射譜顯示酸化前后樣品均對可見光

5、具有吸收響應。在水溶液懸浮體系中進行可見光照射下的染料羅丹明B的光催化降解實驗，表征材料了的光催化性能。實驗發現樣品在可見光照射下均具有良好的光催化活性。經過酸化處理的、納米級片層狀樣品的光催化活性比源樣品大大提高。 采用化學溶液分解法制備出Bi7Ti4NbO21。XRD結果表明，500℃下得到的產物只有兩個小雜峰，提高熱處理溫度到550℃，雜峰消失，得到純相的Bi7Ti4NbO21。經過硝酸酸化處理后Bi7Ti4NbO21的衍

6、射峰全部消失，僅出現了Bi7Ti4NbO21的衍射峰，說明經過濃硝酸超聲酸化處理，Bi7Ti4NbO21轉變為Bi7Ti4NbO21。熱重分析結果表明，510℃左右有機物幾乎完全分解，得到純相的Bi7Ti4NbO21，這與XRD的結果相吻合。在水溶液懸浮體系中進行紫外光照射下的甲基橙的光催化降解實驗，表征材料了的光催化性能。實驗發現樣品在紫外光照射下具有很好的光催化活性，但是其光催化活性劣于P25，認為可能是由于P25的粒徑尺寸和分散性

7、都優于本論文制備的Bi7Ti4NbO21。實驗還發現，在550℃熱處理的樣品，不僅結晶性好，其光催化活性也最好。 用酸化鉬酸銨的方法合成了大尺寸的α-MoO3單晶晶片，其平均寬度為：1～2.5mm，厚度為：0.4～2μm，長度達到厘米級。對其晶體結構進行表征，α-MoO3單晶晶片沿(010)面擇優生長。選取幾個合適的單晶α-MoO3晶片，沿其生長方向測量了其沿[001]晶向的電阻率值。分析了α-MoO3單晶晶片的UV-VisDR