10477.fe2o3biocl系列復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究

1、Fe：0。／BiOCl系列復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究摘要光催化技術(shù)是一種新型的環(huán)境友好型高級(jí)氧化現(xiàn)代處理技術(shù)，其在環(huán)境能源方面有著廣泛的應(yīng)用前景。經(jīng)近年來的研究發(fā)現(xiàn)氯氧化鉍在光催化方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，是因?yàn)锽LOCl本身特殊的片層結(jié)構(gòu)和其具有適當(dāng)?shù)慕麕挾?，特別是其在可見光區(qū)有吸收。本論文選擇BiOCI為基礎(chǔ)材料，制備Fe203／BiOCl系列復(fù)合光催化劑(兩步法制備毛刺狀Fe203／BiOCl復(fù)合材料，一步法合成Fe203／B

2、iOCl，F(xiàn)e203@Si02／BiOCl復(fù)合材料)并對(duì)其進(jìn)行了較為深入和系統(tǒng)的研究。本實(shí)驗(yàn)選擇Fe203作為目標(biāo)材料進(jìn)行復(fù)合主要是因?yàn)镕e203有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：首先，F(xiàn)e203的量較豐富、成本低、無污染，常被廣泛應(yīng)用于生物傳感器，磁性材料，光催化劑，鋰離子電池等方面；其次，其能帶能夠很好的和BiOCl的能帶相匹配，這樣有利于光生電子從一種材料轉(zhuǎn)移到另一種材料上；最后，在rl型Fe203和p型的BiOCl半導(dǎo)體之間容易形成一個(gè)穩(wěn)定的

3、異質(zhì)結(jié)，有利于分離光生電子和空穴，有效地防止他們的復(fù)合。本論文首先以兩步法合成毛刺狀氧化鐵負(fù)載BiOCl，其中合成的特殊形貌的Fe203增大了材料的比表面積，采用XRD、SEM、XPS、EDS、UVVis等一系列表征來識(shí)別其相態(tài)、形貌、價(jià)態(tài)以及光學(xué)特性。選擇羅丹明B作為模擬污染物在可見光下進(jìn)行光催化性能實(shí)驗(yàn)。其在400～550nlTl的可見光波長區(qū)間有強(qiáng)而寬的吸收峰，研究結(jié)果表明Fe203／BiOCl復(fù)合材料具有較高的光催化活性，在較短

4、時(shí)間內(nèi)即可降解污染物，相比于純的BiOCl有很大的提高。其次，成功的用一步水熱法制備復(fù)合材料Fe203／BiOCl，以六水合三氯化鐵和五水合硝酸鉍為原料，此制各方法簡單，操作簡便。此過程探究了不同反應(yīng)條件對(duì)其形貌性能的影響，如水熱反應(yīng)的溫度，反應(yīng)體系，復(fù)合物中Bi與Fe的摩爾比等，經(jīng)過多種手段對(duì)材料進(jìn)行了分析表征。進(jìn)一步對(duì)其與純的BiOCI進(jìn)行了性能的研究，均取50mg樣品，相同的條件下做光催化實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料經(jīng)過120rain后

5、砒1B能夠完全降解，純的BiOCl對(duì)RhB的降解率只達(dá)到45％，這表明復(fù)合材料的光催化活性明顯優(yōu)于純的BiOCl。最后，成功制備了Fe203@Si02／BiOCl復(fù)合材料，通過將高溫煅燒前后的Fe203@Si02與五水合硝酸鉍進(jìn)行水熱反應(yīng)制得目標(biāo)產(chǎn)物，通過用SEM、XPS、XRD和UVⅥs等一系列手段對(duì)所得樣品的形貌、價(jià)態(tài)、物相和光學(xué)特性等進(jìn)行了表征測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高溫煅燒后的Fe203@giG2負(fù)載BiOCl復(fù)合材料的晶型更好，粒

6、徑較小，增加了其比表面積。相對(duì)于純的BiOCl表現(xiàn)更優(yōu)越的性能，進(jìn)而促進(jìn)了其在環(huán)境污染等方面的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：光催化：三氧化二鐵；氯氧化鉍；羅丹明BFe：0。／BLOCl系列復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究IIIFe，etcthroughvariousmeansofmaterialwerecharacterizedItfurtherwithpureperformanceBiOCIstudied，Wetake50mgsamplesdopho

7、tocatalysisexperimentsunderthesameconditions，andfoundthatafter120minaftercompositescancompletelydegradeRhB，pureBiOCldegradationrateofRhBonly45％，indicatingthatthephotocatalyticactivityofthecompositematerialwasbetterthanpu

8、reBiOCIFinallysuccessfullypreparedFe203@Si02／BiOClcomposite，bythecalcinationtemperaturebeforeandaftertheFe203@Si02andbismuthnitratepentahydratehydrothermalreactionofthetargetproductbySEM，XPS，XRDandUVVisseriestheresulting

9、samplebymeansofmorphologyvalence，phaseandopticalpropertiesExperimentalresultsthatafter11ightemperaturecalcinationBiOClFe203@Si02loadcompositecrystalformisbettersmallerparticlesize，anincreaseofitsspecificsurfaceareaBiOClr