溴化氧铋复合光催化剂的合成及其性能研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jane_89
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自二十一世纪以来,人类的工业和经济得到了飞跃的发展,但也给人类的生活环境带来了严重的影响,如水体污染、土地污染和大气污染等,尤为严重的是水体污染。因而寻找一种合适的方法来处理水体污染问题尤为迫切。如今,采用光催化技术处理水体污染受到研究人员的广泛关注。本文选取BiOBr基复合材料作为光催化剂来处理水体污染。本论文研究分为以下三部分:(1)氮掺杂石墨烯量子点/BiOX(N-GQDs/BiOX)复合材料的制备及光催化性能研究。通过简单的溶剂热法合成了一种高效的光催化剂,该催化剂由N-GQDs分散在三维分层状BiOX(X=Br、Cl)的表面而组成。在可见光照射下,考察了负载不同N-GQDs的复合材料对有机污染物的降解能力,并通过XRD、SEM、XPS、DRS和PL对所合成的催化剂的晶型结构、形貌以及光学性能进行了表征。实验结果表明,在光降解过程中,当N-GQDs负载量为BiOX质量的7%时,复合材料7wt%N-GQDs/BiOX展现出最优光化学活性以及良好的光稳定性。通过活性捕获实验得出超氧自由基(·O2-)和空穴(h+)为主要的活性基团。最后,在循环实验中发现,7wt%N-GQDs/BiOBr的光稳定性要优于7wt%N-GQDs/BiOCl。(2)ZnS/BiOBr/氧化石墨烯(ZnS/BiOBr/GO)复合材料的制备及光催化性能研究。通过灵活的溶剂热法合成了含有锌空位的三维复合材料ZnS/BiOBr/GO。在可见光照射下,考察了负载不同GO的复合材料对有机污染物的降解能力。通过XRD、SEM、TEM、XPS、DRS和PL对所合成的催化剂的晶型结构、形貌以及光学性能进行了表征。实验结果表明,当GO负载量为6 mg时,复合材料ZnS/BiOBr/GO展现最优催化活性和光稳定性。通过对罗丹明B(Rh B)的降解过程进行分析,发现其符合伪一级动力学方程。通过活性捕获实验得出·O2-和h+为主要的活性基团。(3)氮掺杂石墨烯量子点修饰g-C3N4/BiOBr(BiOBr/g-C3N4/N-GQDs)复合材料的制备及光催化性能研究。通过化学共沉淀法合成了N-GQDs修饰g-C3N4/BiOBr的三元复合材料BiOBr/g-C3N4/N-GQDs。在可见光照射下,考察了负载不同N-GQDs的复合材料对有机污染物的去除能力。通过XRD、SEM、XPS、DRS和PL表征手段对所合成的催化剂的晶型结构、形貌以及光学性能进行了分析。实验结果表明,当N-GQDs(100 g/L)负载量为50?L时,复合材料BiOBr/g-C3N4/N-GQDs对Rh B展现出优异的降解能力,其降解效率达到94.57%。通过活性捕获实验得出·O2-为主要的活性基团。最后,复合材料200BCN-50在经历四次循环实验后,其对Rh B的去除率仍保持在80%以上。
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