钨酸铋基异质结光催化剂制备修饰及性能研究

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:OsWorkFlow
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
光催化技术是一种绿色高效处理水体污染物的技术,在降解有机污染物中展现出良好的应用前景。近年来,Bi2WO6作为铋系层状钙钛矿结构的新型光催化材料备受关注,但由于其内部结构导致光生电子-空穴对容易发生复合。因此,构建能够扩大光响应范围、提高光生载流子产量抑制光生载流子复合的高效半导体光催化剂是研究工作者进一步研究和关注的主要课题。本文通过用宽禁带SiO2合成了二元异质结SiO2/Bi2WO6光催化剂;通过宽禁带SiO2和TiO2共同合成三元异质结SiO2/Bi2WO6/TiO2光催化剂;最后通过用金属Ag纳米颗粒修饰Bi2WO6基异质结光催化剂,水热法合成了 Ag/Bi2WO6/TiO2、SiO2/Ag/Bi2WO6和 SiO2/Ag/Bi2WO6/TiO2 复合材料。采用 XRD、SEM、EDS、TEM、HRTEM、XPS、UV-vis等测试手段,对所合成样品的物相结构、微观形貌、光学特性进行了表征以及分析。以罗丹明B(RhB)为目标降解污染物,在氙灯照射下(配备420nm的滤光片),用紫外分光光度计对所合成样品的光催化性能进行了测试。本论文具体研究内容如下:(1)通过水热法以及浸渍法合成了 SiO2/Bi2WO6、SiO2/Bi2WO6/TiO2复合光催化剂,然后用KOH将SiO2刻蚀掉,形成了 Bi2WO6光催化剂来进行对比。采用XRD、SEM、TEM、HRTEM、XPS对其所合成样品的物相结构、形貌特征、化学组成进行了表征和分析,XRD和SEM数据表明异质结结构并不影响Bi2WO6的晶体结构和微观形貌。在氙灯的照射下,以RhB为目标降解污染物,探究SiO2/Bi2WO6双元异质结光催化剂和SiO2/Bi2WO6/TiO2三元异质结光催化剂对光降解有机污染物效果的影响。结果表明所合成的样品中,SiO2/Bi2WO6/TiO2复合光催化剂对RhB染料展现出最佳的光催化性能,对RhB的降解效率在光照120 min后可达到87.1%。最后,我们分析得出SiO2/Bi2WO6/TiO2异质结光催化剂光催化活性提高的原因是SiO2、TiO2和Bi2WO6之间的协同作用,SiO2、TiO2与Bi2WO6之间形成异质结可以抑制光生电子和空穴的复合,另外SiO2宽禁带特点形成单方向电子-空穴对转移,保持还原性不变,减少氧化还原能力的降低,从而提高光催化活性。(2)为了进一步提高Bi2WO6光催化剂的光催化活性,通过Ag纳米颗粒修饰Bi2WO6基异质结光催化剂,水热法和浸渍法合成了 Ag/Bi2WO6、Ag/Bi2WOTiO2、SiO2/Bi2WO6/TiO2 和 SiO2/Ag/Bi2WO6/TiO2 复合材料。采用 XRD、SEM、EDS、TEM、HRTEM、XPS对其所合成样品的物相结构、形貌特征、化学组成进行了表征和分析,XRD和SEM数据表明Ag纳米颗粒的修饰不改变原来复合材料的结构与形貌的变化。在氙灯的照射下,以RhB为目标降解污染物,探究了 Ag纳米颗粒修饰后的异质结对光催化剂的光催化活性的影响。结果表明,被Ag纳米颗粒修饰过的异质结光催化剂,光催化活性都有较明显的提高。最后,我们分析得出Ag/Bi2WO6/TiO2、SiO2/Bi2WO6/TiO2 和 SiO2/Bi2WO6/TiO2 异质结光催化剂光催化活性提高的原因是Ag纳米颗粒的等离子效应,作为电子阱,主要起到收集电子的作用;热电子的注入,使得Ag和TiO2在Bi2WO6内部构建内建电场来抑制光生载流子重组,导致增强光催化活性。
其他文献
车辆网和自动驾驶作为当今科学研究的热点领域,二者相辅相成并在人们的智能出行中扮演了重要的角色。车联网技术将人、车、路三者联系起来并实现了信息交互,车辆可以通过车联网感知彼此的位置变化,进而调整车速错峰通过交叉口,加强了车辆通过交叉口的安全性和通行效率。而自动驾驶汽车则是利用自身的感知系统、运动规划和运动控制系统实现对周围环境的感知,然后规划出期望路径并对该路径进行跟踪。在复杂的十字路口交通环境中,
合成生物学是最近兴起的生命科学领域的一个迅速发展的重要分支,它与物理学、工程科学、化学、计算机等学科交叉结合。而合成生物学这项技术的目的就是合成设计自然界中产量少甚至不存在的目标产物以满足人们的需求,但是生物学家在合成组装这些生物系统或者装置的时候,只是依靠以往经验进行尝试,进行生物实验,而生物实验所需要的周期比较长,这就导致合成系统或者装置耗时,费力,代价比较大。这使得生物学家对复杂基因构件的合
社会的进步与经济的发展,人们逐渐开始重视对环境的保护,来确保社会的可持续发展。燃油车作为工业革命中典型的产物之一,规模的快速扩张引发了能源匮乏、环境破坏等问题。新能源汽车凭借节能和环保的优势,成为汽车领域发展的一个新方向。发展节能环保的新能源汽车产业,得到了公众的认可,而新能源汽车公众消费市场的扩散,是产业发展的关键。不过近几年,政府补贴的退步和新能源汽车技术门槛的提升,阻碍了新能源汽车在公众市场
随着自动驾驶技术的不断发展,自动驾驶车辆的市场占有率逐渐提高,未来交通将在很长时间内进入自动驾驶和手动驾驶车辆混行的过渡阶段,直至最终实现完全的自动驾驶交通流,而人机共驾是自动驾驶发展进程的必然阶段。由于自动驾驶在信息采集、信息传输、决策控制等方面均与手动驾驶有所区别,所以自动驾驶车辆的加入会对交通流的产生一定影响。因此,研究人机共驾车辆对混合交通的影响具有重要的价值和意义。论文针对人机共驾车辆在
在悠久的历史中,传染病疫情这类公共卫生重大突发事件一直对人类生命安全和身体健康有重大威胁,是人类生存发展的主要敌人之一。从历史角度看,不同国家都曾经受到流行性疾病的打击,但国际法上并不存在对于传染病发现地国或者起源地国追责的规则或先例。在此次新冠肺炎疫情的背景下,部分国家主张“中国担责”,已经使重大传染病疫情损害的国家责任变为现实问题。本篇文章旨在分析承担重大传染病疫情损害的国家责任是否具有现实可
以有机碳为主体结构的森林土壤有机质不仅是土壤肥力的核心,直接决定林木的生长和森林生产力的稳定与提升;而且是陆地生态系统最重要的碳库储存形式之一,其变化与大气二氧化碳等温室气体浓度密切相关,在森林应对气候变化等综合功能的发挥方面也具有重要作用。然而,森林土壤中约90%的有机碳都贮藏于土壤团聚体内。土壤团聚体既对有机碳具有物理保护作用,同时腐殖质等有机质组分又作为胶结物质,被认为是土壤团聚体形成的必要
随着我国城镇化步伐的加快,建筑能耗持续攀升,2017年我国建筑能耗达到9.47亿吨标煤,占全社会能耗量的21%,其中公共建筑能耗占38%,建筑碳排放占全国能源碳排放的19.5%,如何选择适宜的建筑能源系统从而减少建筑能源消耗一直是设计师关注的热点问题。本文依托科技部中荷国际科技合作项目“智慧节能工业园关键平台技术与协同驱动”(2015DFG62270),采用生态生命周期分析(Ecological-
城市化快速发展导致城市面积扩张、土地利用方式改变,从而影响了城市绿地土壤重金属分布,造成土壤重金属不同程度的累积,并通过大气、水体、食物链直接或间接地影响人体健康,同时对城市生态环境产生巨大的影响。因此,分析城市绿地土壤重金属的分布特征,并对土壤重金属污染进行综合评价,探讨土壤重金属的来源,对城市绿地土壤重金属污染治理和城市生态环境保护具有重要意义。本研究以成都-温江这一典型的“中心城区-城市边缘
近年来,我国随着社会的不断发展和人口的不断增多,越来越多的城市面临着严重的水资源短缺的问题,亟需开发建设新的饮用水水源地。而我国目前相关法律法规和技术标准只对饮用水源地选址及后续的保护工程提出了部分的要求,并没有形成一套完整的体系。本文从饮用水源地选址评价体系和水污染监控管理体系两个方面,以广汉市第二饮用水源地的建设为例,结合了相关的法律法规和流域的实际情况,对河流型饮用水源地安全保障体系进行了研
本文针对成都市温江区大气颗粒物PM2.5和PM10展开研究,期望通过对PM2.5和PM10中水溶性离子和元素含量的测定,探讨大气颗粒物中不同组成的来源,并为该地区大气污染防治提供科学依据和数据支持。论文选用中流量大气采样器在四川农业大学成都校区于2017年7月~2018年5月进行大气样品采集。采用称重法测定颗粒物的质量浓度。同时,采用离子色谱仪测定样品中水溶性离子浓度;采用混酸消解法处理样品后,利