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Bi4Ti3O12是一种新型具有铋系层状钙钛矿结构的光催化材料,其晶体内部的(Bi2Ti3O10)2-和(Bi2O2)2+层会形成一个内电场,有利于光生电子-空穴对分离,因此具有优异的光催化性能。本论文通过低温熔盐法,以Bi2O3和TiO2为原材料,NaCl、KC1为熔盐剂,合成了纯相Bi4Ti3O12片状纳米结构;通过调整反应原料中Bi/Ti的比例,合成了 Bi2Ti2O7/Bi4Ti3O12复合结构;以Ce(NO3)3·6H2O为铈源,通过热分解法合成了 CeO2/Bi4Ti3O12复合异质结构;以Fe2O3为铁源,采取熔盐法合成了 Fe3+掺杂Bi4Ti3O12纳米片状结构;最后采用过氧化氢还原法在Fe3+掺杂Bi4Ti3O12纳米片的表面沉积Au纳米颗粒。采用XRD,SEM,EDS Mapping,TEM,XPS,UV-vis等一系列测试手段,对所合成样品的物相结构、微观形貌、以及光学特性等进行表征分析,并以阳离子型染料罗丹明B(RhB)、阴离子型染料甲基橙(MO)以及非染料型苯酚和双酚-A溶液为目标降解物,在光照射下,检测所合成样品的光催化性能。本论文的主要工作如下:(1)采用熔盐法通过调节反应原料中Bi/Ti的比例一步合成了Bi2Ti2O7/Bi4Ti3O12复合光催化材料。SEM、EDS和TEM的测试结果表明,亚微米级Bi2Ti2O7颗粒负载在片状Bi4Ti3O12的颗粒上构成异质复合结构。在模拟太阳光的照射下,与纯相片状Bi4Ti3O12粉体相比,当Bi/Ti的比例为4:3.2时,所合成的Bi2Ti2O7/Bi4Ti3O12复合结构光催化剂对MO和RhB染料均展现出最佳的光催化活性。对MO(10 mg/L)和RhB(10 mg/L)的降解效率分别可达到99.1%和99.5%。(2)为了进一步提高Bi4Ti3O12光催化剂的光催化活性,以CeN03)3·6H20为铈源,通过熔盐法和离子浸渍法合成了 CeO2质量分数分别为0.5wt%,1wt%,2wt%和3wt%的CeO2/Bi4Ti3O12复合异质结光催化剂。通过XRD、XPS、SEM、EDS Mapping、TEM、BET,UV-vis和M-S等测试方法对所合成粉体的晶相结构、形貌特征等进行表征。以双酚-A污染物溶液为目标降解物,在模拟太阳光的照射下,研究了所合成CeO2/Bi4Ti3O12复合异质结样品的光催化活性。测试结果表明,1wt%CeO2/Bi4Ti3O12复合异质结样品具有最佳的光催化活性,光照60min后对双酚-A的降解率可达到96.8%。此外,还研究了 1wt%CeO2/Bi4Ti3O12样品在不同pH值环境下的光催化性能。实验结果表明,与酸性环境相比,在中性或弱碱性条件下更有利于双酚-A的光催化降解。(3)通过熔盐法合成了暴露{001}晶面的Fe3+掺杂Bi4Ti3O12纳米片。三价铁离子的掺杂量分别为2mol%,4mol%和6mol%。通过室温过氧化氢还原法,将金纳米粒子(直径为20-50 nm)沉积在2%Fe3+掺杂Bi4Ti3O12纳米片上。通过XRD、XPS、SEM、EDS Mapping、TEM、UV-vis等分析手段对所合成样品进行表征。以苯酚和双酚-A溶液为目标污染物,研究Fe3+的掺杂和Au纳米粒子的等离子体效应对光催化剂光催化活性的影响。实验结果表明,Au-2%Fe/Bi4Ti3O12样品具有高效的光催化性能。