銅基氧化物及其復(fù)合結(jié)構(gòu)納米材料的制備和光催化性能研究.pdf

1、隨著印染紡織業(yè)和合成染料工業(yè)的發(fā)展，染料廢水對(duì)水環(huán)境的污染日益嚴(yán)重。染料廢水是一種非常難降解的有機(jī)廢水，染料及其降解中間產(chǎn)物具有致癌作用，因此發(fā)展有效的染料廢水處理方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來(lái)，半導(dǎo)體光催化技術(shù)在有機(jī)廢水處理和環(huán)境污染治理等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。半導(dǎo)體納米光催化劑的形貌、尺寸、晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)組分都對(duì)其光催化性能有著影響。本文以銅基氧化物作為研究對(duì)象，采用液相還原法制備了CuO納米光催化劑，采用兩步法制備了具有

2、p-n異質(zhì)結(jié)構(gòu)的Cu2O/BiVO4納米復(fù)合光催化劑。通過(guò)X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-vis)等分析手段對(duì)所制備的光催化劑進(jìn)行表征。使用有機(jī)廢水中常見(jiàn)的有機(jī)染料羅丹明B和亞甲基藍(lán)作為目標(biāo)污染物，通過(guò)在紫外光或可見(jiàn)光照射下對(duì)有機(jī)染料溶液的光降解實(shí)驗(yàn)來(lái)研究了光催化劑的光催化性能，并初步探究了其光催化機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 ⑴采用室溫液相還原法制備p型半導(dǎo)

3、體CuO納米光催化劑。通過(guò)調(diào)控反應(yīng)溶劑和堿性濃度，在純水相體系和復(fù)合溶劑體系中得到了不同形貌和尺寸的CuO納米光催化劑。在純水相體系中，當(dāng)最終反應(yīng)溶液中NaOH的濃度為0.1 mol/L時(shí)，合成了CuO納米線，而最終反應(yīng)溶液中NaOH的濃度達(dá)到為0.4 mol/L時(shí)，合成了CuO層狀納米片;在水和乙醇的復(fù)合溶劑體系中，得到尺寸較小的CuO層狀納米片。在紫外光照射下，以有機(jī)染料羅丹明B作為目標(biāo)污染物，研究了不同形貌和尺寸的CuO納米光催化

4、劑的光降解性能。光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在純水相體系中得到的CuO納米線光催化劑和在復(fù)合溶劑體系中得到的CuO納米片光催化劑都具有良好的光催化性能。
　　 ⑵采用兩步法制備了具有p-n異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的Cu2O/BiVO4納米復(fù)合光催化劑。首先通過(guò)水熱法制備出了單斜晶相白鎢礦型的BiVO4納米前驅(qū)粉體，然后通過(guò)醇熱法在BiVO4晶體表面生長(zhǎng)Cu2O納米顆粒，使得在BiVO4和Cu2O兩種半導(dǎo)體的界面處形成p-n異質(zhì)結(jié)。通過(guò)調(diào)控反應(yīng)中Cu元