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  • 铋基半导体光催化剂的制备及其功用表征
  • 日期:2020-03-18   点击:   作者:admin   来源:原创   字体:[ ]

  【摘要】:自从发明TiO2可以在太阳光下分化水污染物质以来,光催化技巧就成为情况处理的热门学科。传统的方法主要集中在对TiO2半导体的润饰改性上,但因为TiO2自身的禁带宽度较大年夜,可见光照顾范围集中在紫外区等启事招致光催化功用其实不是很抱负,所以研究新型可见光照顾的光催化剂是十分需要的。本论文旨在应用复杂水热法制备可见光照顾并具有较大年夜比外表积的β-Bi2O3新型光催化半导体,其描写为多孔微球型结构而且禁带宽度较窄,对可见光有必然的照顾范围。并在此基础上,对β-Bi2O3停止半导体复合和离子搀杂,辨别制备出β-Bi203/Bi2O2CO3p-n结和Fe搀杂β-Bi2O3(Fe-Bi2O3)半导体。并经过分解无机染料研究它们的光催化功用和剖析其光催化机制。本文主要内容是:

  1.采取水热法分化了多孔球型Bi2O2CO3先驱粉体,然后在375℃下煅烧掉掉落可见光照顾的多孔微球型结构β-Bi2O3。经过试验发明水热反应溶液的pH值会影响β-Bi2O3的结构描写,终究选择反应溶液的pH为4.2。在模拟太阳光照耀下,研究了四方相结构β-Bi2O3对Cr(Ⅵ)染料的光催化活性,发明样品中参与苯酚时β-Bi2O3半导体对Cr(Ⅵ)的催化活性清晰增强。另外,还研究了四方相β-Bi2O3光催化降解甲基橙染料的光催化功用。

  2.经过在分歧温度下煅烧掉掉落复合型β-Bi2O3/Bi2O2CO3p-n纳米结构,采取XRD, TEM, BET, SEM, XPS和UV-vis等表征p-n结半导体复合结构,其描写为多孔球型并具有较大年夜的比外表积和较好的可见光照顾范围。最后经过降解甲基橙溶液,在可见光照耀下,S325样品可在24min以内对甲基橙溶液停止催化分化脱色,其主要启事是p-n纳米结构的构成有助于光生电子空穴对的分别,使更多的电子空穴对参与氧化恢复反应,从而光催化功用得以提高。

  3.应用水热法和热处理简略单纯制备出Fe-β-Bi2O3光催化半导体。XRD图谱说明经过375℃热处理先驱液Fe-Bi2O2CO3可以完整转化为Fe-Bi203oXPS图谱说明搀杂的Fe离子在β-Bi2O3中替换Bi离子而以正三价存在。对Bi203停止铁搀杂后,其可见光照顾范围清晰的发生红移。经过降解甲基橙溶液,4%Fe-Bi2O3表现出优良的光催化活性,在可见光照耀下,在60min内可完整降解甲基橙染料。搀杂Fe提高β-Bi2O3光催化功用是因为Fe3+辨别与电子空穴反应而被氧化恢复为Fe4+和Fe2+, Fe4+和Fe2+可与O2和OH-反应生成·OH和·02-,其可感化于无机染料使之降解。所以Fe3+离子充当电子空穴对传输的中间序言,抑制电子空穴对的复合,从而增强了光催化活性。