可見光響應(yīng)的鉍系光催化復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、環(huán)境污染一直是困撓人們的一大難題。而光催化技術(shù)在污水處理和空氣凈化方面的應(yīng)用緩解了環(huán)境問題。一直以來，TiO2在光催化降解有害物質(zhì)中發(fā)揮重要作用，但其本身的結(jié)構(gòu)缺陷也限制了它的使用。如，只能在紫外光下進行光催化，且禁帶寬度較大等。近年來，科學(xué)家研制了大量的新型未摻雜的單相復(fù)合金屬氧化物光催化劑，例如，BiVO4、CaBi2O4、BiOBr等，均在可見光范圍顯示出一定的光催化能力，但是這些新材料的光催化活性非常有限。這些催化劑比表面積較小

2、，激發(fā)的電子和空穴對的遷移距離較長，體相復(fù)合機率增加，而復(fù)合是損耗能量的，這就導(dǎo)致了較低的光催化活性。利用二元或多元組分構(gòu)筑復(fù)合光催化材料是提高光催化活性的重要手段之一。本文圍繞上述內(nèi)容，設(shè)計了兩種異質(zhì)結(jié)構(gòu)(n-n、p-n)的光催化復(fù)合材料，通過對有機染料羅丹明B(RhB)和亞甲基藍(MB)的降解研究其光催化性能。主要開展了以下幾方面的工作:
　　1.水熱法制備片狀BiOBr和柱狀BiVO4,并通過超聲波將制備好的BiOBr和Bi

3、VO4混合均勻，形成BiOBr/BiVO4（n-n型）異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化材料。兩種不同半導(dǎo)體混合后，形成的異質(zhì)結(jié)光催化材料的禁帶寬度(2.1 eV)比單相復(fù)合金屬氧化物光催化劑BiOBr(2.88 eV)和BiVO4(2.3 eV)要窄?？梢姽庀聦hB的光催化降解實驗結(jié)果表明，在2h內(nèi)BiOBr與BiVO4的質(zhì)量比為1∶1時，降解率可達92％，高于單相BiOBr和BiVO4的降解率。顯然，BiOBr與BiVO4異質(zhì)結(jié)的協(xié)同作用可以有效的

4、提高可見光下的光催化能力。
　　2.水熱法合成BiOBr，通過煅燒的方法將Cu(NO3)3·3H2O轉(zhuǎn)化成CuO。然后機械混合均勻，制備不同質(zhì)量比的CuO/BiOBr(p-n型)異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化材料。將制備好的材料用于降解不同濃度的MB溶液，并研究其光催化性能。結(jié)果表明當(dāng)CuO與BiOBr的質(zhì)量比為1:1時，光催化降解率最高。兩種半導(dǎo)體復(fù)合物的光催化活性要強于單一的催化劑。
　　以上結(jié)果表明，合理的設(shè)計n-n、p-n異質(zhì)復(fù)合