BiXO4(X=V,P)-金屬酞菁納米纖維的合成及其光催化性質(zhì).pdf

1、本文通過(guò)靜電紡絲、水熱反應(yīng)、溶膠凝膠等方法，對(duì)釩酸鉍、磷酸鉍基光催化劑的結(jié)構(gòu)、晶相、形貌、禁帶寬度進(jìn)行調(diào)控。再結(jié)合光電化學(xué)、理論計(jì)算、熒光光譜、Mott-schottky等表征手段與方法，探討與研究了鉍基光催化劑的光生電子和空穴分離效率、界面載流子傳輸速率、平帶位置等影響光催化效率的關(guān)鍵因素，揭示其可見(jiàn)光、高催化劑活性的本質(zhì)。加深對(duì)非金屬含氧酸鹽光催化體系的認(rèn)識(shí)和理解，為型可見(jiàn)光、高活性光催化體系的設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。
　

2、　論文中首先采用靜電紡絲法合成了單斜釩酸鉍微米帶，帶寬為約2.4eV，該方法合成釩酸鉍微米帶還是首次報(bào)道。它光催化降解亞甲基藍(lán)的速率是同等條件下釩酸鉍顆粒(溶膠凝膠法制備)的1.2倍左右。由于煅燒溫度的不同，影響了樣品的顆粒大小以及禁帶寬度，從而影響了其價(jià)帶位置，這也是樣品間光催化活性不同的主要原因。
　　論文中還通過(guò)靜電紡絲合成了磷酸鉍納米纖維。其相對(duì)于水熱法制備的磷酸鉍顆粒擁有很高的對(duì)APMP制漿廢液降解效率。靜電紡絲制備的磷

3、酸鉍納米纖維，相對(duì)于水熱法制備的磷酸鉍顆粒，光電化學(xué)性質(zhì)有著明顯的差異，在光照或者暗態(tài)條件下，磷酸鉍納米纖維的交流阻抗半徑明顯的比納米顆粒的阻抗半徑小，磷酸鉍納米纖維會(huì)更容易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致光催化速率的變化，是影響其活性的主要因素。而且無(wú)論是磷酸鉍顆?；蛘呤橇姿徙G纖維，相對(duì)于TiO2都有著很高的活性，這是因?yàn)榱姿岣恼T導(dǎo)效應(yīng)有利于電子空穴的分離和傳導(dǎo)。這種磷酸根在光催化反應(yīng)中的優(yōu)勢(shì)和對(duì)活性的制約因素可能對(duì)其它非金屬含氧酸鹽光催化

4、劑具有一定的普適性。
　　拓寬半導(dǎo)體光催化劑對(duì)光的響應(yīng)范圍以及電子空穴分離率被實(shí)驗(yàn)證實(shí)是提高半導(dǎo)體光催化劑性能的主要原因。這對(duì)設(shè)計(jì)高活性的光催化劑有指導(dǎo)意義。在此基礎(chǔ)之上，論文進(jìn)而靜電紡絲結(jié)合水熱法可控的合成了酞菁鐵/磷酸鉍、酞菁鈷/釩酸鉍異質(zhì)結(jié)構(gòu)。酞菁鐵/磷酸鉍異質(zhì)結(jié)構(gòu)很大程度上拓寬了磷酸鉍的光吸收范圍，約從320 nm拓寬到800 nm。EIS和Mott-schottky測(cè)試顯示引入酞菁鐵改變了磷酸鉍的光電化學(xué)性質(zhì)，使其更高效

5、的光降解污染物。酞菁鈷/釩酸鉍異質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)于釩酸鉍纖維很大的增加了比表面積，約從16m2/g增大為33m2/g，120 min對(duì)亞甲基藍(lán)的降解效果由65％增長(zhǎng)為85%。高的比表面積和酞菁鈷獨(dú)特的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，使得酞菁鈷/釩酸鉍異質(zhì)結(jié)構(gòu)有著更高的活性中心和電子-空穴分離效率，很大程度上減少了體內(nèi)的電子-空穴符合幾率，從而達(dá)到了提高光催化效率的目的。
　　最后，論文通過(guò)水熱法合成了磷酸鉍/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)，以達(dá)到對(duì)催化劑的吸收帶邊進(jìn)行調(diào)控的