鉍基半導(dǎo)體微納米材料的可控合成與光催化性能研究.pdf

1、層狀材料因其獨特的結(jié)構(gòu)及內(nèi)電子場效應(yīng)能有效促進光生電子與空穴的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)移而備受關(guān)注，特別是Bi(Ⅲ)5d106s2可以與O-2p軌道雜化使材料的吸收光范圍向可見光區(qū)擴展。據(jù)我們所知，BiOBr與(BiO)2CO3均為層狀的間接半導(dǎo)體，間接半導(dǎo)體能有效的阻止光生電子與空穴對的再復(fù)合。這些對提高光催化劑的光催化性能意義重大。但單一的BiOBr或普通的(BiO)2CO3光催化劑因其性能提升空間有限而限制了其推廣應(yīng)用，因此開發(fā)復(fù)合鉍基催化劑或改

2、性單一鉍基催化劑結(jié)構(gòu)顯得尤為迫切。本論文包含兩個部分:一、四方納米片自組裝的Bi/BiOBr微米四方花的可控合成及其優(yōu)異的光催化應(yīng)用;二、納米片自組裝的(BiO)2CO3微米球的綠色可控合成及其在光催化上的應(yīng)用。
　　主要內(nèi)容如下:
　　第一部分包含以下內(nèi)容:首先，通過一種簡單的溶劑熱合成方法合成了一種新穎四方微米花結(jié)構(gòu)的Bi/BiOBr復(fù)合光催化劑，其中Bi是由原位還原BiOBr所得，還原劑為乙二醇轉(zhuǎn)化的乙醛;其次，調(diào)控起

3、始物反應(yīng)物的摩爾比，反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度等參數(shù)理解Bi/BiOBr微米四方花的形成機制，實驗結(jié)果表明這些反應(yīng)參數(shù)均可用于調(diào)控合成產(chǎn)物中金屬Bi與BiOBr的相對摩爾比及調(diào)控復(fù)合物表面結(jié)構(gòu)。最后，選取羅丹明B，亞甲基藍和甲基橙作為被降解污染物探究了所得材料的光催化性能，結(jié)果表明Bi/BiOBr結(jié)構(gòu)及其Bi與BiOBr摩爾比對其光催化性能的影響很大?？偟膩碚f，這項工作不僅開拓了Bi基復(fù)合材料可控合成的新思路，而且代表了微納Bi基復(fù)合結(jié)構(gòu)功能先

4、進材料在光催化應(yīng)用上的進步。
　　第二部分包含如下內(nèi)容:一方面，討論了二水合檸檬酸鈉和尿素參與下的納米片自組裝的(BiO)2CO3微米球簡單合成。利用檸檬鈉的配位作用緩慢釋放Bi離子及尿素緩慢分解釋放碳酸根調(diào)節(jié)反應(yīng)速率，使得合成過程受動力學(xué)控制，進而合成出高度單分散、形貌規(guī)整、尺寸均一的(BiO)2CO3微米球材料。通過調(diào)控檸檬酸鈉與鉍鹽的摩爾比和尿素與鉍鹽的摩爾比發(fā)現(xiàn)二者在合成反應(yīng)中起重要作用。另一方面研究了所得(BiO)2CO