论文部分内容阅读
随着经济的不断发展，全球环境污染和能源危机日益严重，已成为制约人类生存和发展的重要问题。可见光驱动的半导体光催化技术具有能耗低，效率高，不产生二次污染等特点，被公认为是解决当前环境和能源问题最有效的手段之一。到目前为止，研究人员已经开发了不同体系的光催化材料，高碘氧铋(Bi5O7I)在众多的光催化材料中脱颖而出，由于其内部独特的层状结构和潜在的光催化活性。然而，Bi5O7I宽带隙的特点限制了其在可见光区域的吸收。因此，本课题通过在Bi5O7I纳米片表面负载Ag纳米粒子和CdS量子点构建Bi5O7I/Ag和Bi5O7I/Ag/CdS两种复合光催化剂，二者的引入扩展了复合材料的可见光响应范围，同时，也提升了Bi5O7I韵电子-空穴对的分离效率。最后，通过污染物的降解分析对可能的催机制进行探索。
论文主要从以下几个方面进行讨论:
(1)以五水硝酸铋和碘化钾作为合成Bi5O7I的原料，首先通过油浴法制备出BiOI，然后，将BiOI在450℃下煅烧3h得到Bi5O7I微球。采用光还原的方法在Bi5O7I微球表面沉积Ag纳米粒子制备出Bi5O7I/Ag二元复合光催化剂。Bi5O7I/Ag复合光催化剂展现出良好的可见光光催化活性，对于双酚A和2，6-二氯酚的降解效率分别达到54.7％和50.5％，Bi5O7I/Ag(3)的光催化析氢速率高达165.2μmolg-1h-1，明显优于纯样Bi5O7I。这种复合光催化剂性能增强的原因可以归因于Bi5O7I的三维球花状结构和Ag纳米粒子的表面等离子共振(SPR)效应在扩展了复合材料的可见光响应范围的同时还改善了其电子-空穴对的分离效率。
(2)以合成的Bi5O7I/Ag作为前驱体通过水热法在Bi5O7I/Ag的表面引入CdS量子点，形成Bi5O7I/Ag/CdS三元复合光催化剂。Bi5O7I/Ag/CdS展现出优异的可见光光催化活性，对于双酚A和2，6-二氯酚的降解效率分别达到98.2％和96.5％。此外，Bi5O7I/Ag/CdS的光催化析氢速率也高达456.4μmolh-1g-1。根据相关性能测试和能带理论提出了可能的增强光催化机理。Bi5O7I和CdS之间串联异质结的形成促进了光生电荷载流子的分离。此外，Bi5O7I独特的结构和Ag纳米粒子的SPR效应在其中也起着重要的作用。
论文主要从以下几个方面进行讨论:
(1)以五水硝酸铋和碘化钾作为合成Bi5O7I的原料，首先通过油浴法制备出BiOI，然后，将BiOI在450℃下煅烧3h得到Bi5O7I微球。采用光还原的方法在Bi5O7I微球表面沉积Ag纳米粒子制备出Bi5O7I/Ag二元复合光催化剂。Bi5O7I/Ag复合光催化剂展现出良好的可见光光催化活性，对于双酚A和2，6-二氯酚的降解效率分别达到54.7％和50.5％，Bi5O7I/Ag(3)的光催化析氢速率高达165.2μmolg-1h-1，明显优于纯样Bi5O7I。这种复合光催化剂性能增强的原因可以归因于Bi5O7I的三维球花状结构和Ag纳米粒子的表面等离子共振(SPR)效应在扩展了复合材料的可见光响应范围的同时还改善了其电子-空穴对的分离效率。
(2)以合成的Bi5O7I/Ag作为前驱体通过水热法在Bi5O7I/Ag的表面引入CdS量子点，形成Bi5O7I/Ag/CdS三元复合光催化剂。Bi5O7I/Ag/CdS展现出优异的可见光光催化活性，对于双酚A和2，6-二氯酚的降解效率分别达到98.2％和96.5％。此外，Bi5O7I/Ag/CdS的光催化析氢速率也高达456.4μmolh-1g-1。根据相关性能测试和能带理论提出了可能的增强光催化机理。Bi5O7I和CdS之间串联异质结的形成促进了光生电荷载流子的分离。此外，Bi5O7I独特的结构和Ag纳米粒子的SPR效应在其中也起着重要的作用。