新型可見光催化劑的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、最近幾年來，利用新型高效的可見光催化劑處理環(huán)境污染問題已經(jīng)成為重點研究內(nèi)容之一。本文采用水熱法合成了一系列可見光響應(yīng)催化劑：ZnxCd1-xS、鉍系光催化劑(Bi2MoO6，BiOX(X=Br，I))以及InVO4。同時，利用XRD、SEM、TEM、UV-vis DRS以及N2吸附-脫附等手段對它們的結(jié)構(gòu)、形貌、光催化活性以及光催化機理進行了研究。具體工作如下：
　　 1.采用低溫水熱法合成了一系列由納米顆粒組成的單分散球狀Zn

2、xCd1-xS，隨著Cd含量的增加，ZnxCd1-xS的價帶位置向更負(fù)的方向移動，而導(dǎo)帶則向更正的方向移動，其中Zn0.4Cd0.6S光催化效果最佳，根據(jù)ZnxCd1-xs固溶體的價帶和導(dǎo)帶信息，我們推測hvB+、·OH、HO2·、O2·是參與ZnxCd1-xS降解RhB反應(yīng)的主要活性氧化物種。此外，采用溶劑熱法制備了ZnxCd1-xS固溶體，發(fā)現(xiàn)隨著Zn/Cd摩爾比的減小，產(chǎn)物的形貌由六面體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米棒狀。
　　 2.采用

3、檸檬酸(CA)輔助水熱法合成了尺寸可控的Bi2MoO6納米片，并且對CA輔助水熱合成納米片的機理進行了探討。此外，我們還探討了前驅(qū)液pH值對光催化活性的影響，結(jié)果表明，pH為3.08時的Bi2MoO6活性最高。
　　 3.用PVP作為表面修飾劑，通過低溫水熱法合成了多層花狀的BiOX(X=Br，I)。該花狀結(jié)構(gòu)由納米片組裝而成，PVP對這種結(jié)構(gòu)的形成起了重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)形貌對BiOBr的光催化性能有明顯影響，由于花狀BiOB

4、r具有更高的比表面積，其光催化性能明顯優(yōu)于納米片狀的BiOBr
　　 4.采用溶劑熱法合成了三維BiOBrxI1-x微米球，微米球是由二維納米片組裝而成的。Br/I摩爾比例對產(chǎn)物的BET表面積、孔結(jié)構(gòu)、價帶水平以及帶隙值均有較大影響，相應(yīng)的光催化活性也有較大差別，其中BiOBr0.2I0.8光催化性能最優(yōu)，這可能是高比表面積、多孔結(jié)構(gòu)、以及光吸收的增強三者之間共同協(xié)調(diào)作用的結(jié)果。最后，根據(jù)對價帶和導(dǎo)帶的分析，我們推測hVB+是參

5、與BiOBrxI1-x降解RhB反應(yīng)的主要活性氧化物種。
　　 5.采用水熱法合成了InVO4光催化劑，并通過浸漬法制備了Fe2O3/InVO4、NiO/InVO4、CuO/InVO4，光催化還原CO2實驗表明，反應(yīng)產(chǎn)物主要為甲醇，F(xiàn)e2O3/lnVO4活性最高，反應(yīng)8小時后甲醇濃度達到191.45ppm。當(dāng)Fe2O3與InVO4復(fù)合時，由于它們具有合適的能帶位置，從InVO4上激發(fā)出來的電子能夠轉(zhuǎn)移到Fe2O3的導(dǎo)帶上，從Fe