3。1。4 BET 6
3。2 光催化性能测定 7
3。2。1 不同催化剂的光催化效果 8
3。2。2 不同质量比的GO-BiOBr/BiOI复合材料的光催化效果 9
3。2。3 不同pH值催化剂的光催化效果 10
3。2。4 不同方法制备的催化剂的光催化效果 11
3。2。5 同一催化剂回收前后的光催化效果比较 12
结 论 14
参考文献 15
致谢 16
1 前言
近20年来,半导体光催化技术由于可以直接利用太阳光解决水和空气中的污染问题,而逐渐受到人们的关注[1]。但是,常用的一些催化剂光催化效果不是很理想,而且存在一些缺陷,比如,效率低、成本高等。研究证实,半导体卤氧化铋BiOX(X=Cl,Br,I)具有独特的电子结构、较好的光学和催化性能,因此吸引了大量研究者的兴趣[2]。论文网
BiOBr和BiOI都是一种间接半导体材料,有典型的纳米结构或形貌,有合适的带隙和光化学性能,以及高稳定性、低成本,但它们的光生电子-空穴对容易复合,这就抑制其光催化降解性能的发挥。如果将BiOBr和BiOI两者复合,能够有效地实现光生电子-空穴对的分离,从而提高光催化活性[3]。但是BiOBr和BiOI或者两者的复合材料的比表面积较小,吸附能力较弱,想要更好的发挥其光催化活性,我们还需引入比表面积大、传导性好的载体,而氧化石墨烯就是很好的选择。它具有优良的导电性、大的比表面积以及独特的二维结构,在提高半导体光催化剂的光催化活性是都显示了其特有的优势。为此,本课题将BiOBr/BiOI负载在石墨烯上,实现氧化石墨烯和BiOBr/BiOI在性能上的优势互补。
经查阅文献发现,制备此类催化剂的方法主要有溶剂热法、共沉淀法、沉淀转化法等,但是通过溶剂热法、沉淀转换法制备催化剂所需时间长,且不经济实用,所以,本课题主要采用共沉淀法,它的优点是,简单易行、所需成本较低,只是得到的产品形貌不容易控制[4]。不同的催化剂,同种催化剂各物质间比例不同,调节pH不同,采取的制备方法不同,这些因素都有可能影响催化剂的光催化性能,为了找到催化效果更好的催化剂,我们将对以上提出的可能进行比较和证明。选用罗丹明B作为目标物,判断所得各个催化剂的光催化性能。
2 实验部分
2。1 试剂和仪器
溴化钠(NaBr)、碘化钾(KI)、五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)、乙二醇(CH2OHCH2OH)、冰醋酸(CH3COOH)、氧化石墨烯(GO-1。945%)、氧化石墨烯(GO-1%)、无水乙醇(CH3CH2OH)、氨水(NH3·H2O)、去离子水(H2O)
仪器:烧杯、玻璃棒、磁子、超声波清洗机、比色皿、pH试纸、真空泵,布氏漏斗、抽滤瓶、烘箱、100mL量筒、1L容量瓶、X射线衍射仪、紫外可见近红外分光光度计、傅里叶红外可见光谱仪、紫外分光光度计、扫描电子显微镜、BET文献综述
2。2 催化剂的制备方法
2。2。1 共沉淀法制备催化剂
采用共沉淀法制备催化剂方法如下:称量1。358gBi(NO3)3∙5H2O(2。8mmol)超声溶解于有20。00mL乙二醇的烧杯中,待固体全部溶解后,在磁力搅拌下加入0。1440gNaBr和0。2320gKI(均为1。4mmol),超声处理30min。然后,称量一定量GO溶于10。00mL去离子水中,加入上述溶液中,持续搅拌20min。在室温搅拌下,滴入氨水调节pH至8。0。将得到的悬浮液真空抽滤,用去离子水洗涤数次,60℃下烘干[2]。