BiOX(X=Cl、Br)纳米片复合薄膜的构筑及光催化性能研究

摘要

本课题利用水热法制备得到了BiOX(X=Cl、Br)二维纳米片，并采用卤化银沉淀法对其剥层处理后，在静电力作用下与胶质AuNP进行层层组装，得到了BiO(X)/AuNP复合薄膜。通过SEM、小角XRD、紫外可见吸收光谱对复合薄膜的结构、形貌、性质进行了表征。组装薄膜表面均匀，形成了层状有序的结构，且紫外吸收强度随着组装层数的增加而线性增加，说明了薄膜组装过程中每层厚度均匀，有规律性。在光照条件下，BiO(X)和AuNP之间可实现电子的有效转移，此薄膜应用在甲基橙光催化降解过程中，展现了良好的光催化活性，通过对比不同组分的薄膜，得出以下结论:
　　1.AuNP溶液的浓度不同，组装后得到的薄膜性能有所差异，当溶液的浓度为6.6×10-4mol/L时，光催化降解效果最好，此时的浓度为组装的最佳浓度，AuNP在薄膜上分散均匀，有利于它的光学性能;
　　2.(BiO(X)/AuNP)20薄膜与单一BiOCl、BiOBr薄膜光催化剂相比，在光照条件下展现了突出的光催化活性，取样50min后甲基橙溶液降解了99％，而单一BiOX旋涂薄膜的光催化剂只降解不到20％。这说明(BiO(X)/AuNP)20薄膜中由于AuNP的存在，使得光生电子和空穴对得到有效分离，提高了光催化活性;
　　3.BiO(Br)胶体溶液组装得到的薄膜相比于BiO(Cl)来说，对于甲基橙溶液的降解效果略好，这是由于BiOBr在可见光和紫外光区的吸光强度都要高于BiOCl。最后，本课题选取了两种阴离子聚合物:PSS、PAAS;一种小分子有机物:CXT(荧光增白剂)，与BiO(Cl)胶体溶液进行组装，测试结果表明成功制备了三种不同组成的薄膜，证明了BiOCl用于组装薄膜的适用性，有利于BiOCl复合薄膜的发展与广泛应用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 超分子化学

1．2 层层组装成膜

1．3 二维层状纳米材料

1．3．1 概述

1．3．2 二维纳米材料的特点

1．3．3 二维纳米材料的应用

1．4 BiOX(X=Cl、Br、I)复合材料

1．4．1 BiOX概述

1．4．2 BiOX合成

1．4．3 BiOX复合材料

1．4．4 BiOX发光性质

1．4．5 BiOX总结与展望

1．5 研究课题的提出与意义

第二章 BiOX(X=Cl、Br、I)的制备与剥层方法

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 药品与试剂

2．2．2 BiOX的制备方法

2．2．3 BiOX的剥层方法

2．2．4 静电LBL法构筑(BiO(Cl)／有机物)n薄膜

2．2．5 测试手段

2．3 结果与讨论

2．3．1 BiOCl／BiOBr粉体结构和形貌表征

2．3．2 BiOI粉体结构表征

2．3．3 沉淀剥层法

2．3．4 (BiO(Cl)／有机物)n复合薄膜

2．4 本章小结

第三章 BiO(X)／AuNP复合薄膜的构筑及光催化性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 药品与试剂

3．2．2 AuNP的合成

3．2．3 静电LBL法构筑(BiO(X)／AuNP)n薄膜

3．2．4 (BiO(X)／AuNP)n复合薄膜的光催化实验

3．2．5 仪器与表征方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 AuNP的表征

3．3．2 (BiO(X)／AuNP)n复合薄膜的表征

3．3．3 (BiO(X)／AuNP)n复合薄膜的光催化性能研究

3．4 本章小结

第四章 BiOX(X=Cl、Br)发光性质研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 药品和试剂

4．2．2 BiOX(X=Cl、Br)溶液制备

4．2．3 测试手段

4．3 结果与讨论

4．4 本章小结

结论

本论文的创新点

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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