BiOCl-石墨烯納米復合材料的制備及其光催化性能研究.pdf

1、近年來,光催化氧化分解有機污染物的技術得到了極大的關注。含鉍化合物具有廉價、環(huán)保的特點,近來逐漸成為光催化劑研究開發(fā)的一個熱點。研究表明BiOCl具有光催化活性,且性能在理論上有超過P25的可能性。但存在顆粒大、比表面積小等缺點,其性能有待提高。其中,材料復合技術是一種有效的改性方法,值得探索。
　　本文在用乙醇和金屬鈉的溶劑熱合成法成功制備高產(chǎn)石墨烯的基礎上,以硝酸鉍、氯化鉀和石墨烯為原料,尿素為沉淀劑,乙二醇為溶劑,采用化學浴

2、加熱法得到了BiOCl/石墨烯的復合材料,運用XRD、紅外、拉曼、XPS、TG-DTA、SEM、TEM、紅外等技術對樣品進行了物相鑒定、形貌及結構分析等表征。并以甲苯的光催化降解為反應模型,紅外光聲譜氣體測量儀為測試平臺,考察了樣品的光催化性能。結果發(fā)現(xiàn)BiOCl/石墨烯體系的光催化性能得到了大幅度的提高。石墨烯大的比表面積、對反應物分子的有效吸附以及對光生電子-空穴對的有效分離是復合材料性能提高的三大因素。一系列的表征分析中我們又發(fā)現(xiàn)

3、復合材料兩相間形成了C-Bi化學鍵的結合,這種化學鍵的形成使得石墨烯的結構更加完整,有利于光催化性能的真正提高。
　　進一步對材料的合成工藝進行改進。采用氧化還原法替代溶劑熱法制備石墨烯,減少了生產(chǎn)周期和工作量,增大了石墨烯的一次性合成量;改變化學浴合成溫度和原料比例,發(fā)現(xiàn)80℃下按Bi:C=1:3的摩爾比合成的樣品超過P25,表現(xiàn)出了最佳性能。我們從兩相間的復合結構出發(fā),對所得結果進行了分析解釋。
　　我們的工作為有效合成