【摘 要】
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在降解有机污染物和解决能源危机领域中,半导体光催化技术是最有应用前景的方法之一。Bi12O17Cl2作为一种新型可见光材料,具有良好的光催化性能和稳定性。但是由于电荷复合速度快,Bi12O17Cl2的实际应用受到阻碍。因此,考虑对Bi12O17Cl2进行改性,开发具有高性能的Bi12O17Cl2光催化材料。本文分别采用水热法和浸渍法,设计并合成了Co3O4/Bi12O17Cl2二元复合异质结材料和
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在降解有机污染物和解决能源危机领域中,半导体光催化技术是最有应用前景的方法之一。Bi12O17Cl2作为一种新型可见光材料,具有良好的光催化性能和稳定性。但是由于电荷复合速度快,Bi12O17Cl2的实际应用受到阻碍。因此,考虑对Bi12O17Cl2进行改性,开发具有高性能的Bi12O17Cl2光催化材料。本文分别采用水热法和浸渍法,设计并合成了Co3O4/Bi12O17Cl2二元复合异质结材料和Ni（Co、Cd、Zn）/Bi12O17Cl2过渡金属掺杂的复合半导体材料两个体系,并对其进行了多种表征。利用光催化降解各种污染物实验,评价其光催化性能。内容如下:（1）采用一锅水热法制备了具有不同比例的Co3O4/Bi12O17Cl2异质结复合催化剂,对其进行一系列表征并分析,结果表明方糖形纳米颗粒Co3O4均匀地分布在Bi12O17Cl2的表面,体系中的两种组分Co3O4和Bi12O17Cl2之间形成异质结结构,增强了复合材料对光的捕获能力,促进了光生载流子的分离。在模拟可见光照射下,发现Co3O4的引入含量为10 mg时,复合材料具有最优的降解罗丹明B的性能。此外,通过循环实验证实了Co3O4/Bi12O17Cl2-2复合材料具有优异的循环稳定性,同时采用电化学工作站对光催化剂进行光电性能测试。捕获实验和电子自旋共振分析发现,促使罗丹明B降解的自由基主要是h+和·O2-,据此分析出光催化降解反应机理。（2）采用浸渍法制备出新型金属Ni（Co、Cd、Zn）掺杂Bi12O17Cl2(Ni/Bi12O17Cl2、Co/Bi12O17Cl2、Cd/Bi12O17Cl2和Zn/Bi12O17Cl2)复合半导体光催化剂。在可见光照射下,探讨了不同金属掺杂Bi12O17Cl2光催化降解罗丹明B（Rh B）和亚甲基蓝（MB）的性能,发现复合材料均表现出了优于单一相Bi12O17Cl2的光降解能力。其中,复合材料Ni/Bi12O17Cl2-2表现最佳的光降解能力。通过光电流探究光生电子-空穴对分离效率,循环实验探究表明复合材料具有重复使用性,捕获实验验证h+和·O2-是降解罗丹明B的主要活性成分,据此分析出光催化降解机制。
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