鑭基和鉍基光催化劑的摻雜與改性及其光催化性能研究.pdf

1、近幾十年來，光催化劑被廣泛用于處理能源和環(huán)境問題，如能量轉(zhuǎn)換和污染物去除。許多寬帶隙(Eg)光催化劑的催化性能僅限于紫外光輻射，其僅為太陽輻射的3-5％。為了更好地利用太陽光進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，可見光響應(yīng)光催化劑的開發(fā)是非常需要的，因?yàn)榭梢姽鈱μ柟庾V貢獻(xiàn)約43％。因此，已經(jīng)設(shè)計(jì)和探索了許多具有適當(dāng)?shù)男兜男滦凸獯呋瘎猿浞掷媒^對能量。特別是可見光照射下新型氧化物半導(dǎo)體光催化劑對水的直接分配，可見光驅(qū)動(dòng)的光催化劑已經(jīng)成為光催化研究領(lǐng)域的

2、熱點(diǎn)之一。
　　檸檬酸絡(luò)合法通常被選為制備LaxSr1-xMnO3(x＜1)鈣鈦礦催化劑。模板水熱法制備可以使催化劑表面積增大、分散性變好。因此選用不同模板劑的水熱法來制備X-BiVO4(X為模板劑)催化劑。通過掃描電子顯微鏡，X射線衍射光譜，X射線發(fā)射光譜，比表面積測量儀，紫外可見漫反射光譜儀等物理與化學(xué)相結(jié)合的手段來分別對催化劑的各項(xiàng)性能進(jìn)行分析;以甲基橙為污染物模擬鑭基型催化劑對染料廢水的降解性能，以苯酚和六價(jià)鉻為污染物用來

3、模擬鉍基型催化劑對工業(yè)廢水的降解性能。主要成果如下:
　　(1)實(shí)現(xiàn)了LaxSr1-xMnO3(x＜1)鈣鈦礦型催化劑的制備，通過一系列實(shí)驗(yàn)影響因素（溶液的pH、氧化劑等）的改變來探究其光催化活性。結(jié)果表明:甲基橙(MO)在酸性條件(pH=1.4或者pH=2.5)下的降解效果比堿性條件好，在酸性條件下La0.4Sr0.6MnO3催化劑的吸附性可以達(dá)90％以上，并且發(fā)現(xiàn)在氧化劑的存在條件下La0.4Sr0.6MnO3催化劑對甲基橙的

4、降解效果更好。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對La0.4Sr0.6MnO3催化劑的吸附性能和光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)其滿足朗繆爾模型及一級反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。
　　(2)實(shí)現(xiàn)了單斜晶體相態(tài)BiVO4的可控制備，又以十二胺(DA)、油酸(OA)、油酸酰胺(OL)、聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷(P123)等為模板劑，濃硝酸、氫氧化鈉來調(diào)節(jié)pH值，研究了模板劑及pH值對BiVO4晶型結(jié)構(gòu)及光催化活性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)以P123作為模板劑制備的BiVO4