溴氧化铋纳米片的制备及其光催化性能调控.pdf

⑨M—ASTE?R'S THE潞硕士学位论文溴氧化铋纳米片的制备及其光催化性能调控论文作者:王吉玲指导教师:张礼知教授学科专业:物理化学研究方向:光催化华中师范大学化学学院 2013年5月⑥硕士学位论丈 MASTER’S THESIS Synthesis and Visible Light Photoreactivity Tuning ofBismuth Oxybromide Nanoplates AThesis Submitted inPartialFulfillmentofthe Requirement For inPhysical Chemistry By JilingWang Postgraduate Program College ofChemistry Central China Normal University Supervisor:Lizhi Zhang Academic Title:Professor si盟~她 Approved May,2013 ⑨硕士学位论文 MASTER’S THESIS 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者签名:乏言衿日期:如J)年6月/日学位硷文版权使用授权书学位论文作者完全了解华中师范大学有关保留、使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华中师范大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许学位论文被查阅和借阅; 学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释:本学位论文属于保密,在——年解密后适用本授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。作者签名:已言矽拿导师签名洲欲尸日期:.加I弓年6月f日日期:、们{年占月f日本人已经认真阅读“CALIS高校学位论文全文数据库发布章程”,同意将本人的学位论文提交“CALIS高校学位论文全文数据库”中全文发布,并可按“章程”中的规定享受相关权益。回童途塞握变压溢卮!旦主生;旦二生;旦三生筮查! 作者签名:云言矽令日期:如I≯b月1日言篓缈孵⑥硕士学位论文 MASTER’S THESIS 摘要光催化技术作为全球研究的热点在能源开发和环境治理等方面受到越来越多人的高度关注。传统半导体光催化剂如二氧化钛因其可见光的响应差,量子效率的利用率低等缺点,迫使我们开发各种新型的可见光催化剂。BiOX(X=F、C1、Br、 D作为一种新型的半导体光催化材料,具有独特的层状结构、良好的光学性能和高效的光催化活性,使其具有很大的发展空间。其中BiOBr的带隙宽度最合理,因此它的研究成为光催化领域中一个新的方向。本论文从催化剂光催化机理的角度出发,改良BiOBr使其具有高效的可见光催化活性。首先我们改变BiOBr的元素比,通过低温水热法合成出Bi304Br。研究发现Bi304Br是一种优秀的可见光光催化剂,它能高效地降解和矿化一种典型的氯代苯酚衍生物五氯酚钠。研究发现可见光下6小时内高浓度五氯酚钠(40 mg/L)的矿化率可达100%。密度泛函理论的计算和分析也表明Bi304Br催化活性高的原因是它的能带宽度变窄、导带位置变得更负,这有利于光生电子与氧气结合产生超氧负离子。超氧负离子的产生不仅可以抑制光生载流子的复合,同样也有利于五氯苯酚的脱氯。。这项研究对于可见光下催化剂去除氯代苯酚衍生物提供新的方向。为了研究合成过程中pH值对BiOBr活性的影响,我们分别在pH值为l和3 时低温水热法合成出两种BiOBr样品。实验证明在可见光照射下它们表现出不同的光催化降解罗丹明B和水杨酸的效果。可见光下pH为1时合成的样品降解水杨酸速率更快,而pH为3时合成的样品能更有效地降解罗丹明B。pH为3时合成的样品在可见光下能产生超氧负离子,这有利于它降解罗丹明B,但它对水杨酸的吸附能力强,致使催化剂的表面羟基与水杨酸之间形成氢键,抑制光生电子空穴对分离效果,从而导致pH为3时合成的样品降解水杨酸能力变弱。这项研究也为选择性的降解有机污染物提供一种新的方法。关键词:卤氧化铋:可见光:光催化;五氯酚钠⑧硕士学位论文 MASTER’S THESIS Abstract In recent years,photocatalytic te