铋的含氧酸盐/新型碳材料光催化剂的制备及可见光催化性能的研究

摘要

在过去的几十年，由于可见光催化技术在有机污染物降解，光催化产氢及能量转换等方面的出色表现上引起了广泛的关注。许多含Bi的金属氧化物由于其独特的价带结构被作为光催化剂，包括BiVO4,Bi2WO6,Bi2MoO6等。Bi基含氧酸盐的价带是由Bi6s和O2p轨道杂化而形成的，有利于减小Bi基氧化物的价带，增加可见光的吸收。作为新型碳材料，g-C3N4获得了广泛的关注和研究由于其较好的稳定性、无毒性以及较低的成本。然而，单一催化剂的光催化能力被极大的限制由于光生电子-空穴的较快的复合率。因此，设计具有较高光催化活性的复合光催化剂是十分有意义的。
　　在这篇文章中，我们通过简单的化学方法合成了一系列g-C3N4/BiNbO4和g-C3N4/Bi2WO6复合光催化剂，并研究其在可见光下的光催化活性。制得的复合光催化剂通过X-射线衍射(XRD)，傅立叶红外变换光谱(FT-IR)，X-射线光电子能谱(XPS)，场发射扫描电镜(FE-SEM)，能量散射光谱(EDS)，B.E.T.比表面积分析，紫外-可见-漫反射光谱(UV-vis-DRS)，荧光光谱(PL)等进行表征。
　　新型光催化剂的光催化能力通过可见光下降解RhB来测定。实验结果表明g-C3N4/BiNbO4具有极好的光催化活性。在40min内，罗丹明B的降解率几乎100%。光催化效果增强的原因主要是g-C3N4和BiNbO4之间形成了异质结，其可以有效的抑制光生电子-空穴对的复合。比起纯的Bi2WO6和g-C3N4,g-C3N4/Bi2WO6展现了极好的光催化活性，并且在四次循环实验之后g-C3N4/Bi2WO6仍能保持较好的光催化活性。研究表明g-C3N4/Bi2WO6拥有极好的光催化活性以及及较高的稳定性。

目录

声明

第 1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 半导体光催化反应机理

1.4含铋复合氧化物的研究

1.5新型碳材料研究简介

1.6选题的目的与意义

第2章 g-C3N4/BiNbO4复合材料光催化剂的制备及可见光催化性能的研究

2.1 引言

2.2实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 催化剂的性能及反应动力学研究

2.5光催化反应机理

2.6 稳定性研究

2.7 本章小结

第3章 g-C3N4/Bi2WO6复合材料光催化剂的制备及可见光催化性能研究

3.1 引言

3.3 催化剂的表征

3.4 催化剂的光催化性能

3.5 光催化降解反应动力学分析

3.6 光催化反应机理

3.7 催化剂的稳定性研究

3.8 本章小结

第4章 结 论

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间研究成果