论文部分内容阅读
随着城镇化和工业化的发展,部分有机物、生物物质、聚合物和气体导致的环境污染已经成为一个严重的问题。考虑到人类的持续发展,急需发展一种无污染的环境修复方法。光催化过程能够直接使用自然界中的太阳能把污染物质转化为无害物质,且不产生二次污染,进而成为近二十年研究应用最为活跃的领域之一。然而,由于传统半导体光催化剂对太阳光的利用率较低、光生载流子的分离效率低等问题严重限制了它的广泛应用。因此,研发高效的光催化剂已经引起了人们的研究兴趣。本文在反应型离子液体(ILs)中制备出了新型的PbBiO2I光催化材料。同时,使用氮化碳、二硫化钼对合成材料进行修饰,调控PbBiO2I材料的光吸收范围和光催化性能。并采用各种表征手段研究了材料的组成形貌结构,以及氮化碳和二硫化钼修饰对材料各种性能的影响。结合各种表征结果,探索了相应的可能光催化机理。具体研究内容如下:1、通过一步乙二醇辅助溶剂热法使用ILs 1-己基-3-甲基咪唑碘盐([Hmim]I)合成了新型可见光吸收的PbBiO2I材料。并使用各种表征手段分析了所制备PbBiO2I材料的形貌、组成、性能等。XRD、XPS结果表明所合成样品为纯的PbBiO2I材料。SEM、TEM显示制备的PbBiO2I材料为由纳米片组装成的直径在1.5μm左右的微球状结构。同时使用无色抗生素环丙沙星(CIP)作为目标污染物测定了PbBiO2I材料的光催化性能。PbBiO2I材料有很好的可见光响应,其禁带宽度为1.98 eV。光催化降解实验表明PbBiO2I在可见光照射下有很好的光催化活性。在可见光照射6小时后,约有46%的环丙沙星被PbBiO2I微球降解。2、以乙二醇为溶剂,使用离子液体[Hmim]I合成了不同MoS2含量的MoS2/PbBiO2I复合材料,并对所制备的样品进行了XRD、XPS、DRS、SEM、TEM、EDS、光电流、光催化降解有机物等各种表征以确定合成材料的组成、结构、光电性质、光催化活性等性能。XPS、EDS、SEM、TEM等结果表明MoS2成功复合在PbBiO2I材料中,MoS2/PbBiO2I复合材料为纳米片组装的微球状结构。光催化活性实验结果显示MoS2/PbBiO2I材料的光催化性能高于单体PbBiO2I,1 wt%MoS2/PbBiO2I的复合材料拥有最好的光催化性能。光电流结果证明,MoS2的修饰有效地提升了MoS2/PbBiO2I复合材料中光生电子空穴对的分离率,有助于其光催化性能的提升。3、以乙二醇为溶剂,使用离子液体[Hmim]I合成了不同g-CN含量的g-CN/PbBiO2I复合材料,并对合成的样品进行了XRD、SEM、TEM、EDS、PL、光电流、光催化降解有机物等分析以确定合成材料的组成、形貌、光电性质、光催化活性等性能。TEM、EDS等结果表明g-CN成功复合在PbBiO2I材料中,g-CN/PbBiO2I复合材料为纳米片组装的微球状结构直径在1.5μm左右。光催化降解实验显示g-CN/PbBi O2I材料的光催化性能高于单体PbBiO2I材料,0.5 wt%g-CN/PbBiO2I的复合材料拥有最好的光催化性能。PL结果证明,g-CN的修饰降低了g-CN/PbBiO2I材料中光生电子空穴对的复合率,促进了g-CN/PbBiO2I材料光催化性能的提升。