论文部分内容阅读
铋系光催化剂是一类新型半导体光催化剂，具有多样的晶体结构及电子结构，因此展示出了良好的光学性能和催化性能。本文采用简易的水热/溶剂热合成法，在温和、易控的实验条件下制备出了两种不同取向生长纳米片组成的BiOI微球，并采用SEM、TEM、XRD等检测分析手段对所制备的材料进行了结构、形貌的表征，进而测试了这两种BiOI微球的光催化性能，探索了相关的反应机理。主要研究内容如下: （一）、以无水硝酸铋、碘化钾、蒸馏水、无水乙醇为原料，采用简易的水热/溶剂热合成制备由纳米片组成的BiOI微球。该实验过程中没有添加任何的模板剂和表面活性剂，没有经过高温煅烧，具有无污染、耗能低、实验条件易控制等优点。通过控制水热温度、反应时间、溶液pH、反应前躯体浓度来控制合成两种不同取向生长、由纳米片组成的BiOI微球，合成的两种BiOI微球分别沿001面(BiOI-001)和110面(BiOI-110)生长。 （二）、通过SEM、TEM、XRD、BET检测，分析发现，两种不同取向生长的BiOI微球形貌和尺寸大小相似。以Bisphenol A为模型污染物，BiOI-001经过5h光照反应后，BPA的去除率只有52％，而BiOI-110经过相同时间反应后却达到了95％以上;TOC的去除率，BiOI-001和BiOI-110分别是44％和97％，两者差距明显。通过DFT、ESR、LC/MS/MS等方法对两种BiOI进行了降解机理研究。利用密度泛函(DFT)理论计算，我们发现(110)晶面比(001)晶面能吸附更多的O2，产生更多的O2·-和·OH。进一步的电子自旋共振光谱(ESR)实验证实(110)晶面比(001)晶面能生成更多的O2·-，更重要的是，(110)晶面能生成·OH，而(001)晶面则不能。