超薄鹵氧鉍納米片的合成及其光催化性能的研究.pdf

1、近年來，環(huán)境污染越來越突出，對(duì)人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生不可忽視的影響，也日益成為威脅人類生存和發(fā)展的一個(gè)嚴(yán)重問題。水污染是環(huán)境污染的一個(gè)主要方面，而光催化技術(shù)是處理水污染的一項(xiàng)有效技術(shù)，既能夠去除水環(huán)境中存在的對(duì)環(huán)境有毒害作用的有機(jī)污染物，又對(duì)環(huán)境沒有危害。半導(dǎo)體納米材料作為光催化過程的催化劑進(jìn)行有機(jī)污染物降解是一種有效的降解污染的方法。其中BiOX(X=Cl，Br，I)是一種重要的三元氧化物半導(dǎo)體材料，具有開放的晶型和典型的層狀結(jié)構(gòu)。因此他

2、們也具有高效的光催化性能。尤其超薄納米片材料具有大的比表面積、容易逃逸的表面原子，也能夠有效分離電子和空穴，得到了廣泛研究。
　　本文采用溶劑熱方法，控制合成條件，制備了超薄BiOI納米片、BiOCl納米片以及生長(zhǎng)在還原石墨烯上的二氧化鈦纖維束，利用XRD、SEM、TEM、LC-MS等分析檢測(cè)手段對(duì)所得的產(chǎn)物進(jìn)行表征，并對(duì)其光催化性能及其降解機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　通過控制合成條件的溶劑熱方法，制備了二維超薄BiOI納米片，厚

3、度約0.8nm，為并用其降解四環(huán)素以檢測(cè)其光催化性能。用500w氙燈照射4小時(shí)，超薄BiOI納米片對(duì)四環(huán)素的降解率達(dá)到97％。我們還進(jìn)一步研究了四環(huán)素分解機(jī)理，分析了實(shí)驗(yàn)過程中的自由基作用，證明了O2·-和空穴是四環(huán)素降解過程中的其主要作用的自由基。用LC-MS對(duì)其降解過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物進(jìn)行了檢測(cè)，并提出了四環(huán)素的降解路徑.
　　采用簡(jiǎn)單的溶劑熱方法合成了高催化活性的BiOCl納米片。為檢測(cè)其催化活性，我們?cè)?00w汞燈的照射下

4、，對(duì)10mg/L的雙酚A溶液進(jìn)行了降解實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)證明在1小時(shí)內(nèi)降解率高達(dá)96％。為進(jìn)一步研究其礦化程度，我們進(jìn)行了TOC檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)證明紫外光照射下，8小時(shí)反應(yīng)體系中的總有機(jī)碳就減少了近96％，這說明反應(yīng)體系中的大部分雙酚A被分解成了無機(jī)物。為確定光催化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理，我們又對(duì)反應(yīng)過程中的自由基作用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)制備的BiOCl納米片主要通過產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)實(shí)現(xiàn)對(duì)雙酚A的氧化和降解作用。
　　采用溶劑熱合成方法，