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伴随着当今城市工业化进程越来越发达,环境污染问题也愈来愈严重,尤其是有机污染物带来的环境污染问题。如今我们在处理有机污染问题时候力求绿色化、无害化、能源化、高效化。光催化技术是指以半导体材料为主的光催化材料在受到一定波长的太阳光激发后生成活性自由基团,从而达到光解水制氢、降解有机物大分子、还原重金属离子以及杀菌和除味等效果。光催化技术是一种绿色、低成本的高级氧化技术,能够有效的利用自然界中的太阳能并将太阳能转化为电能或化学能等可利用的资源,并达到深度氧化降解污染物的目的,且不会对环境造成二次污染等优点,已经在能源转化及环境污染治理等领域初步展现应用价值,因而大大满足了在当前解决环境有机污染时候的需求。本文采用一系列方法对卤氧化铋光催化材料进行改性优化,实现其光催化性能的提升。通过X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(DRS)等表征方法对其微区和电子结构进行分析,具体内容分为3个部分。(1)在去离子水及乙二醇混合液中运用富铋策略通过简单的化学沉淀调节卤氧化铋材料的组分,形成具有玫瑰花瓣形状的Bi4O5I2超薄纳米片催化剂。与BiOI材料相比,Bi4O5I2具有较窄的带隙,较强的氧化还原能力,较大的比表面积和具有通透性的玫瑰花纳米结构,另外,随着Bi含量的增加,样品的吸附边缘向更短的波长移动,价带边缘电位变得更正,这使得光生电子-空穴对的分离能力更高。最终得到的Bi4O5I2与BiOI材料相比其在水溶液中对RhB的降解表现出高的可见光光催化活性。在测试可见光光催化降解罗丹明B(RhB)的实验中,Bi4O5I2材料降解性能远远高于BiOI,降解效率达到92.3%,探究其机理实验,在机理实验中可以看出在Bi4O5I2光催化降解罗丹明B(RhB)中h+起到了重要作用。(2)在BiOI材料的基础上将其与不同量的薄纳米片g-C3N4复合构建不同比例的g-C3N4/BiOI半导体异质结复合材料,g-C3N4/BiOI异质结构的光催化活性增强可归因于其在可见光区域的强吸收和电子-空穴对的复合率大大降低了,不仅如此,g-C3N4/BiOI光催化材料集合了薄纳米片g-C3N4比表面积大的优点,可以有高的比表面积使得催化剂完全暴露于污染物之下并且可以接收更多的光辐射,从而产生足够的反应位点用以产生用于光降解的活性物质,根据测试结果得出g-C3N4/BiOI复合材料掺杂比为16:1时候,其复合材料的比表面积最大为140.58m2g-1。g-C3N4/BiOI(8:1)异质结构在水溶液中表现出最强了可见光驱动的光催化活性,g-C3N4/BiOI(8:1)在2小时内降解罗丹明B(RhB)的效率为99%。(3)在BiOCl材料的基础上进行探究,因为BiOCl由于较高的带隙(3.5eV)原因本身不具有可见光光催化性的特性,所以在酸性条件下,通过室温水解反应控制pH值,将Fe3+掺入BiOCl晶格中。Fe3+在Bi3+位点的取代掺杂然后通过高温的热退火步骤完成,这可以防止形成BiFeO3相或相偏析形成单独的BiOCl和FeOCl相得到的均匀掺杂Fe3+的BiOCl纳米片,即Bi0.7Fe0.3OCl。我们分别探究了在不同温度下热退火合成的Bi0.7Fe0.3OCl材料以及不同pH值下合成的Bi0.7Fe0.3OCl材料的见光光催化能力,结果表明在450℃下热退火的Bi0.7Fe0.3OCl材料其光催化效果最好,光催化降解效率为70%,其光催化降解速率是是Bi0.7Fe0.3OCl(400℃)1.3 倍,是 Bi0.7Fe0.3OCl(500℃)1.2 倍,是 Bi0.7Fe0.3OCl(550℃)的1.8倍。与其他热退火温度合成的Bi0.7Fe0.3OCl相比,Bi0.7Fe0.3OCl(450℃)纳米片厚度更加的薄,且纳米薄片之间排列更加的杂乱,纳米片彼此之间的间隙相比较其他温度更加的多,从而为光催化降解提供了更多的活性位点,因此Bi0.7Fe0.3OCl(450℃)光催化降解效率最好。