铋系光催化材料的制备及其性能研究(2)

2.1.3 BiFeO3晶体的制备   10
2.1.4 BiFeO3晶体的表征   11
2.1.5 光催化性能测试   11
2.2 结果与讨论   12
2.2.1 KOH浓度对BiFeO3颗粒形貌的影响   12
2.2.2 矿化剂和分散剂对BiFeO3颗粒形貌的影响   13
2.2.3 不同材料的光催化性能   14
3. Bi25FeO40的水热合成、表征及其光催化性能的研究   14
3.1 实验部分   14
3.1.1 实验原理   14
3.1.2 实验药品与仪器   14
3.1.3 Bi25FeO40晶体的制备   15
3.1.4 Bi25FeO40晶体的表征   15
3.1.5 光催化性能测试   15
3.2 结果与讨论   15
3.2.1 矿化剂KNO3对产物的影响   16
3.2.2 不同反应时间和温度对产物的影响   17
3.2.3 不同材料的光催化性能   18
结论   19
致谢   20
参考文献   21
1.   绪论
1.1 可见光催化氧化技术
近年来，随着生活水平的提高，人们对生活环境的要求也越来越高，环境保护标准也越来越高，水污染治理作为环境保护领域的重要组成部分也受到各部门的重视。常用的废水处理方法有沉淀法、吸附法、混凝法、活性污泥法、生物膜法等。目前，国内外以生化处理法为主。但生化处理法剩余污泥的处置问题是废水处理领域的难题，而且有毒有害污染物不宜采用生化处理法。光催化氧化技术作为水污染处理的新技术，即光催化材料利用太阳能直接将污染物分解为CO2和H2O等简单无机物，不会造成二次污染，且光催化氧化能降解无法生物降解的有毒有害污染物。
所谓光催化氧化，就是光催化材料获得外部能量（可见光或紫外光照射），当受到能量大于或等于其带隙的光照时，处于价带上的电子受到激发跃迁到最近的导带上，从而在价带上留下了空穴，由此产生了电子-空穴对。这种激发态的光生空穴和电子存在两种可能路径，其中一种就是参与光催化反应，空穴具有氧化作用，通过夺取表面被吸附物质或溶剂的电子，使得原本不吸收光的物质被氧化，使污染物得到降解。二是电子具有还原作用，即电子受体发生还原作用。
可见光催化氧化，即光催化材料响应可见光发生光催化氧化反应。对可见光催化剂的研究是基于提高对太阳能的利用率。可见光占太阳光总能量的45% ~ 50%，而紫外光不到太阳光总能量的5%，TiO2等传统催化剂对紫外光有较好的响应而对可见光几乎不响应。为了提高对太阳光的利用率，制备催化性能良好的可见光催化剂是其应用于环境领域的关键。因此，对可见光催化剂的研究和对传统光催化剂的改进日益得到重视。
1.2 常见光催化剂
    根据材料的组成，光催化剂可以分为两大类。一类是钛系光催化剂，这是目前研究最多也是最热门的材料，主要以TiO2以及改性后的TiO2材料。另一类是非钛光催化剂，如以铋系和硼系为主的光催化剂。
1.2.1 TiO2
TiO2本身具有良好的化学稳定性、耐腐蚀、抗磨损性、无毒性及低成本等特性，而且催化活性高，被广泛地用来杀菌、光解水、太阳能敏化电池的制备等。在大于其带隙能的光照条件下，TiO2光催化剂可以将许多生物法或化学法无法去除的有机物完全分解，且无二次污染。如孙岚等[ ]采用电化学阳极法在钛基体上制得了高度致密的、有序的、均匀的TiO2纳米管阵列，以TiO2纳米管为光催化对废水中典型的有机污染物——苯酚进行了光催化降解实验。结果表明在紫外光照射下，苯酚水溶液的pH=3、苯酚浓度为10.0mg/L时，经过450℃热处理后的具有锐钛矿相结构的TiO2纳米管阵列的光催化性能最好，反应120min对苯酚的降解率达到70%。铋系光催化材料的制备及其性能研究(2):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_6742.html