BiOX(X=Br,I)光催化材料的制备及其光催化性能研究

来源 :沈阳师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:GYS876
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光催化技术是克服环境和能源问题的环保和可持续的途径。在工业废水处理方面具有巨大发展潜能,特别是染料废水的脱色领域,该技术已得到国际学术界的认可。卤氧化铋材料因其在紫外和可见光区具有独特的光吸收和光催化活性而成为当前光催化领域的研究热点。尽管BiOBr和BiOI具有特殊的晶体结构、电子结构和间接带隙跃迁的优势,但本征BiOBr和BiOI在光催化过程中会出现载流子复合率高、可见光利用率低、催化剂稳定性差等问题,影响光催化剂的光电转化效率,因此需要对BiOBr和BiOI进行改性研究提升其光电转化效率。本论文以BiOBr和BiOI为研究对象,通过进行改性和条件优化以提高二者的光催化活性,旨在为解决上述两大问题提供一些思路,具体工作内容包括以下几方面:(1)采用溶剂热法制备得到BiOBr和BiOI光催化剂,考察其制备条件热合成反应时间的影响。结果表明,采用溶剂热法制备了BiOBr和BiOI光催化剂,得到外观规整、分散性好的花形微球状产物。在可见光照射下对甲基橙进行脱色实验,结果表明,120℃、14 h条件下合成的BiOBr和140℃、12 h条件下合成的BiOI,形貌良好,对甲基橙的去除率分别为94.1%和87.1%,具有较好的光催化活性。(2)采用溶剂热法制备了Al-BiOBr和Al-BiOI光催化剂,得到由纳米片交叉堆叠而成的微球状产物。利用XRD,SEM,XPS,UV-Vis等手段对催化剂的晶型结构、形貌以及表面组成、元素价态等进行表征。结果表明,Al-BiOBr0.3和Al-BiOI0.6复合催化剂的光催化活性要好于单一组成催化剂和其他Al掺杂比例催化剂的光催化活性,对甲基橙的去除率可达90.6%和91.9%。(3)采用溶剂热法制备了B-BiOBr和B-BiOI光催化剂,得到片状结构的产物。在可见光照射下对甲基橙进行脱色实验,B-BiOBr0.3和B-BiOI0.3复合掺杂型光催化剂对甲基橙的去除率可达98%和99%,表现出比单一纯相催化剂和其他掺杂比例催化剂样品更优越的光催化活性。
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