论文部分内容阅读
在众多已经报道的新型光催化材料中，铋基光催化材料因其具有特殊的电子结构和层状晶体结构，展示出了优异的光催化性能，极大的吸引了研究者们的注意并成为近几年光催化领域研究的热点。其中，具有较大应用潜力的纳米铋基光催化材料的两种代表分别是紫外光响应型BiOCl和可见光响应型的Bi2WO6。本文主要探索在一个新的Bi-W-Cl-O溶剂热体系中，基于BiOCl沿c轴方向交替排列的双Cl-离子层和[Bi2O2]2+层形成的层状结构和Bi2WO6的WO6八面体和[Bi2O2]2+层交替堆砌而成的层状结构，在空间结构上具有的一定相似性而带来的紫外响应BiOCl向可见光响应Bi2WO6晶体结构和显微结构的可控变化。实验结果发现：在乙二醇为溶剂，尿素作添加剂，Bi(NO3)3作为铋源，WCl6既为氯源又为钨源形成的新Bi-W-Cl-O体系下，不同溶剂热温度与溶剂热时间会对产物结构造成影响：随着溶剂热温度升高与时间的延长，产物均由BiOCl相向Bi2WO6逐渐转变；在150℃条件下随着水热时间延长出现三个阶段：BiOCl，BiOCl/Bi2WO6复合相和Bi2WO6。本文首次提出利用WO6插层替代BiOCl结构中的双层Cl原子达到BiOCl向Bi2WO6三维超结构的可控转变演化机制，并揭示了尿素对于整个转变过程的重要作用。在此Bi-W-Cl-O体系下进一步通过原料配比与时间控制一步溶剂热法成功合成钨掺杂BiOCl。XRD、Uv-vis和XPS等表征手段证实了BiOCl中W元素的成功掺杂。随后研究了随着钨掺杂量的进一步增加，BiOCl在可见光下降解苯的性能的变化。发现12%掺杂BiOCl样品的光催化效果最佳且CO2释放量达到纯BiOCl的5倍。当掺杂过量，催化性能反而下降。以此，本文为BiOCl的可见光光催化提供了一种新的改性方法和思路。