Bi2XO6(X=Mo,W)基复合光催化材料催化性能的改性研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:likezzz21cn
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能源危机与环境污染是当今人类所面临的最为严峻的问题,环境保护和可持续发展成为人类必须考虑的重要问题。光催化技术在直接使用太阳能处理环境污染和能源短缺两大主要问题上表现出相当好的应用前景。现阶段,我们普遍使用的光催化剂还是以二氧化钛(TiO2)为主体的光催化剂。但是,TiO2基催化剂只能利用太阳光中的紫外光,光生电子和光生空穴分离的效率较低等缺点。近来,由于Bi系材料独一无二的电子能带结构,很多铋基复合材料的光催化剂成为研究热点。本论文主要以Bi2MoO6和Bi2WO6为研究对象,以构筑复合材料为主要手段,通过提高电子空穴对的分离效率,从而提高其光催化效率。  利用水热法制备纯相Bi2MoO6材料,进一步通过化学沉淀法制备Ag2O/Bi2MoO6复合光催化剂并考察了其光催化降解有机染料的性能。对样品进行XRD、SEM、EDX和DRS等测试,探究了复合光催化剂的元素成分、光催化效率和其降解机制等。测试结果表明复合半导体材料具有空心球状结构,Ag2O和Bi2MoO6构成了复合材料,有利于光生电子空穴对的转移和分离。以甲基橙(MO)溶液作为染料,测试复合材料的光催化效率,测试表明样品在80min降解率为88%在可见光下,表明样品有很高光催化性能,并探究了Ag2O和Bi2MoO6的最佳复合比例。光催化剂的捕获剂实验结果表明光生空穴(h+)在反应过程中起着主要作用。  利用水热法制备纯相的Bi2WO6,在此基础上,进一步利用煅烧法制备Bi2WO6/TiO2复合半导体材料以获得全光谱范围响应的光催化剂。利用XRD、SEM、DRS和EDX-mapping等测试手段深入分析了Bi2WO6/TiO2复合半导体材料光催化性能增强的原因。研究结果表明复合光催化剂的光响应范围得到了扩展,有利于改善复合光催化剂的光催化性能。Bi2WO6和TiO2分别是可见光响应和紫外光响应光催化剂,在全光谱下可以被激活产生光生电子空穴对,并在电势差的驱动下发生电子空穴的转移,从而降低了光生电子空穴对在Bi2WO6/TiO2复合半导体材料中的复合。以MO溶液为目标染料,结果表明Bi2WO6/TiO2复合半导体材料的光催化效率比纯相的Bi2WO6和TiO2都要好。
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