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光催化技术作为一种能够有效改善和解决环境污染的绿色战略,在污染物处理以及能源转化等方面都表现出了巨大的应用潜力,而制备高催化活性的纳米材料一直都是研究的主要方向。BiOBr材料因为适合的带隙值和独特的2D层状结构而引起了研究人员的关注和青睐,并对其进行了广泛的研究。但单一BiOBr仍存在可见光吸收能力差和电子-空穴对复合率高的显著问题,所以本文从提高光吸收能力和改善电子-空穴对分离率两方面入手,合成BiOBr基复合材料,期望能构筑良好的催化剂来改善BiOBr的缺陷,从而提高其光催化活性。
本文以BiOBr为基础材料,制备了β-SiC/BiOBr、Pt/I-BiOBr两种复合材料。通过对催化剂的结构组成、微观形貌和光电化学性质进行了分析测试,结合测试结果对复合光催化的可能机理进行了推测,探讨了β-SiC和BiOBr复合的可能异质结,以及I-和Pt纳米颗粒在复合光催化剂中所起的作用,主要研究内容如下:
(1)β-SiC/BiOBr光催化活性的研究
本文采用水解-煅烧法制备了β-SiC/BiOBr复合光催化剂。采用一系列的表征测试手段对复合光催化剂进行结构形貌以及光电化学性能的考察,证实了β-SiC与BiOBr的成功复合,并通过在可见光下降解水中BPA的实验探究了其光催化活性。实验结果表明β-SiC的复合一定程度上能提高BiOBr的光催化活性,在复合2.77wt%β-SiC时光催化活性到达最佳,并且在经历4次可见光重复实验后仍能保持较高的光催化降解活性。通过捕获剂实验、ESR和DRS等检测手段推测得出,β-SiC与BiOBr之间形成了p-n型异质结,促进了电子和空穴的转移能力从而抑制了光生电子-空穴的重组率,提高了催化剂在可见光下的催化能力。
(2)Pt/I-BiOBr光催化活性的研究
采用水解-煅烧辅助光还原法制备了Pt/I-BiOBr复合光催化剂。通过XRD、XPS和SEM等检测手段对催化剂的结构和形貌进行了分析,证明了Pt、I-与BiOBr的成功复合。在可见光下通过降解BPA考察了复合材料的光催化活性,实验结果显示Pt/I-BiOBr表现出了最高的光催化活性,且分别为BiOBr、I-BiOBr和Pt/BiOBr的5.8、1.5和1.3倍,在5次光循环降解试验后仍保持较高的催化活性。通过PC、PL和DRS等测试证实,I-掺杂可以拓宽BiOBr的可见光吸收范围,Pt负载可以促进BiOBr光生电子-空穴对的分离并为反应提供更多的活性位点。两者的协同效应大大提高了BiOBr的光催化活性。
本文以BiOBr为基础材料,制备了β-SiC/BiOBr、Pt/I-BiOBr两种复合材料。通过对催化剂的结构组成、微观形貌和光电化学性质进行了分析测试,结合测试结果对复合光催化的可能机理进行了推测,探讨了β-SiC和BiOBr复合的可能异质结,以及I-和Pt纳米颗粒在复合光催化剂中所起的作用,主要研究内容如下:
(1)β-SiC/BiOBr光催化活性的研究
本文采用水解-煅烧法制备了β-SiC/BiOBr复合光催化剂。采用一系列的表征测试手段对复合光催化剂进行结构形貌以及光电化学性能的考察,证实了β-SiC与BiOBr的成功复合,并通过在可见光下降解水中BPA的实验探究了其光催化活性。实验结果表明β-SiC的复合一定程度上能提高BiOBr的光催化活性,在复合2.77wt%β-SiC时光催化活性到达最佳,并且在经历4次可见光重复实验后仍能保持较高的光催化降解活性。通过捕获剂实验、ESR和DRS等检测手段推测得出,β-SiC与BiOBr之间形成了p-n型异质结,促进了电子和空穴的转移能力从而抑制了光生电子-空穴的重组率,提高了催化剂在可见光下的催化能力。
(2)Pt/I-BiOBr光催化活性的研究
采用水解-煅烧辅助光还原法制备了Pt/I-BiOBr复合光催化剂。通过XRD、XPS和SEM等检测手段对催化剂的结构和形貌进行了分析,证明了Pt、I-与BiOBr的成功复合。在可见光下通过降解BPA考察了复合材料的光催化活性,实验结果显示Pt/I-BiOBr表现出了最高的光催化活性,且分别为BiOBr、I-BiOBr和Pt/BiOBr的5.8、1.5和1.3倍,在5次光循环降解试验后仍保持较高的催化活性。通过PC、PL和DRS等测试证实,I-掺杂可以拓宽BiOBr的可见光吸收范围,Pt负载可以促进BiOBr光生电子-空穴对的分离并为反应提供更多的活性位点。两者的协同效应大大提高了BiOBr的光催化活性。