铋基复合半导体光催化材料的制备及其性能研究

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:q28100125
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
半导体光催化技术因其在制氢、二氧化碳减排和污染物降解等方面的广泛应用而备受关注。钨酸铋和钼酸铋由于其独特的层状结构、合适的带隙和稳定的化学性质而引起了研究人员的广泛研究。但是,其仍然存在可见光利用率较低、光生载流子复合率较高等缺点,这大大地限制了其实际应用。为了提高其光生电荷分离效率,本文构建了铋基异质结复合半导体光催材料利用复合材料间的内建电场促进光生载流子的分离。同时,本文构建了2D/2D纳米层状结构,实现了超大的界面接触,提供了更多的界面传输通道进行电荷的传输,进而提高光生电荷分离效率,最终实现高效光催化反应。于此,本论文通过形貌调控、异质结构建、贵金属担载等方法对铋基半导体材料进行改性和优化,成功制备出了两种拥有优良可见光响应的2D/2D纳米层状铋基复合半导体光催化材料,实现了高效降解有机污染物。论文的研究内容主要包括:(1)采用光还原法和水热法制备了一系列可见光驱动的2D/2D Z型g-C3N4/Au/Bi2WO6(CN/Au/BWO)光催化剂。采用XRD、FTIR、TEM、XPS、BET、UV-vis-DRS和PL光谱等手段对g-C3N4/Au/Bi2WO6样品进行了表征。以罗丹明B(RhB)为目标降解物,研究了g-C3N4/Au/Bi2WO6光催化剂在可见光下的光催化性能。结果表明,CN/Au(1)/BWO具有最高的光催化活性,分别是Bi2WO6纳米片和g-C3N4的1.48倍和1.62倍。g-C3N4/Au/Bi2WO6光催化材料的催化活性的提高主要归因于2D/2D Z结构的构建,它不仅提供了丰富的活性位点,而且有效地提高了光生载流子的分离效率。在Bi2WO6和g-C3N4的Z型异质结构中,Au纳米粒子起到电子传输介质的作用,促进了Bi2WO6和g-C3N4中光生电子和空穴的传输和分离。通过活性物种捕获实验,本文提出了g-C3N4/Au/Bi2WO6光催化降解RhB的反应机理。(2)采用光还原和水热法制备了2D/2D S型Bi2MoO6/g-C3N4/Au复合材料,系统地研究了Bi2MoO6/g-C3N4/Au复合材料的界面作用、电荷转移和分离的微观机理以及对光催化活性的影响。HRTEM照片显示复合材料中形成了紧密的界面。I-t分析结果表明,与纯g-C3N4和Bi2MoO6相比,Bi2MoO6/g-C3N4/Au具有更高的光电流响应。罗丹明B在Bi2MoO6/g-C3N4/Au上的光催化降解活性分别是g-C3N4和Bi2MoO6的9.7倍和13.1倍。Bi2MoO6/g-C3N4/Au体系光催化活性的显著提高,主要是由于Bi2MoO6/g-C3N4/Au体系中活性位点丰富,光生载流子分离速度快。值得注意的是,金纳米粒子可以作为S型异质结构的助催化剂,促进Bi2MoO6和g-C3N4界面上光生空穴和电子的分离和传输。此外,通过系统研究,探讨了Bi2MoO6/g-C3N4/Au光催化降解RhB的机理。PL和EIS结果进一步证实了2D/2D Bi2MoO6/g-C3N4/Au S型复合材料能有效提高光生载流子的分离率。
其他文献
随着第四次工业革命的到来,互联网作为主导力量,逐渐向流通服务业和制造业渗透。一方面,制造业企业基于大数据、云计算等实现与流通服务业的无缝对接,另一方面,流通服务业利
海洋大型藻类被称为第三代生物质,其资源化利用越来越受到研究者关注。本论文以海洋大型藻类—海带(Laminaria japonica)为材料,采用物理和化学预处理方法,制备海带水解液,进
植物空间遗传结构(SGS)是探讨植物之间以及植物与环境之间相互作用规律的研究,对于评估濒危植物种群发展的潜力和进化方向具有重要的意义。小尺度范围SGS的形成最主要的影响因
目标跟踪技术在足球比赛视频中具有重要的意义,是视频摘要生成、球员运动分析、赛事策略制定和足球事件检测等高层语义任务的基础。近年来目标跟踪领域涌现出很多优秀的算法,
高技术制造业是我国的战略性先导产业,是助力制造业迈向中高端、推动经济高质量发展的重要力量。改革开放四十多年来,中国高技术制造业的发展令人瞩目,但依托劳动力成本优势,
本实验针对采自南极菲尔德斯半岛生物湾流域的5个土壤样品,分别进行了固氮、氨化、硝化、反硝化等可培养氮循环细菌的多样性研究(包括样品总菌计数,菌株分离纯化、形态观察、
目的本研究旨在评价针刺对抑郁症患者睡眠障碍的疗效,以提高抑郁症的治愈率,减少抑郁障碍的残留症状,更好地改善抑郁症的预后,提升患者生活质量。方法选择就诊于兰州市第三人
会议
朱溪钨多金属矿床位于江西省东北部景德镇市浮梁县境内,大地构造位置位于扬子板块江南古岛弧带东南部及东南缘江南造山带东段,是一个产于石炭系-二叠系浅海相碳酸盐岩地层的
本文的探讨是基于现代数字化信息技术所产生的有多媒体技术介入的新型企业视觉识别系统(VIS)从静态化、平面化、无声化逐渐朝着动态化、立体化、视听结合的多元化方向发展,并以不同的姿态出现在多种传播方式和媒介之中。由于其富有明显的数字媒体特征及多媒体设计元素,新型的数字化企业视觉识别(VI)设计内容能形成一个较之于传统形象识别更为完整、应用更为广泛的体系。首先,阐述了多媒体设计的基本概念,通过对多媒体内
本文介绍了空气潜孔锤钻进技术在粘土层、破碎坍塌地层以及河床卵砾石地层中的钻进工艺。