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Bi2WO6合成、改性及其可见光催化性能的研究

作　者: 孟晓爽
导　师: 张秀芳
学　校: 大连工业大学
专　业: 环境科学
关键词: Bi2WO6 复合半导体 可见光催化 罗丹明B
分类号: O643.36
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


Bi2WO6是一种简单的具有层状结构的钙钛矿型复合氧化物，其禁带宽度较窄，能够对可见光响应。因此，Bi2WO6受到了广泛地关注和研究。本论文采用温和的水热法合成了Bi2WO6催化剂，并通过对其改性提高了其可见光催化性能。本研究包括以下几个方面：（1）采用水热法合成了Bi2WO6催化剂，通过X射线衍射（XRD）和紫外-可见分光光度仪（DRS）对合成的样品进行表征，考察了水热合成温度以及前驱液pH值对催化剂晶型和吸光性能的影响。通过可见光降解罗丹明B实验讨论不同的合成条件对催化剂光催化活性的影响。实验得出的最佳水热合成温度为140℃，pH值为1。（2）以Fe2O3对Bi2WO6进行改性合成了Fe2O3/Bi2WO6复合催化剂。通过XRD和DRS对合成的样品进行表征。通过可见光降解罗丹明B实验讨论Fe2O3/Bi2WO6复合催化剂光催化活性。降解实验证明，Fe2O3复合量为0.5%的样品的光催化效果最好，Fe2O3/Bi2WO6光催化降解罗丹明B的反应速率是Bi2WO6光催化降解罗丹明B过程的反应速率的1.45倍。（3）以NiOx对Bi2WO6进行复合改性合成了p-n型NiOx/Bi2WO6复合催化剂。通过XRD和DRS对合成的样品进行表征。通过可见光降解罗丹明B实验讨论p-n型复合催化剂NiOx/Bi2WO6的光催化活性。由光降解实验得出，NiOx复合量为3%的样品的光催化效果最好，其光催化降解罗丹明B的反应速率是Bi2WO6反应速率的1.62倍。综上所述，Bi2WO6催化剂具有较强的可见光催化能力，这使其在太阳光降解处理污染物方面具有较好的应用前景。以适量的Fe2O3和NiOx对Bi2WO6进行复合改性均能提高其可见光催化性能，Bi2WO6催化剂的改性研究为开发高效的可见光催化剂奠定良好的基础。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-24
  1.1 引言  10
  1.2 光催化氧化概述  10-14
    1.2.1 光催化氧化技术发展史  10-11
    1.2.2 光催化氧化技术机理  11
    1.2.3 光催化氧化技术的应用  11-13
    1.2.4 光催化氧化技术研究现状  13-14
  1.3 可见光催化剂的开发  14-19
    1.3.1 宽禁带催化剂改性  14-17
      1.3.1.1 离子掺杂  15-16
      1.3.1.2 表面光敏化  16-17
      1.3.1.3 复合半导体  17
    1.3.2 新型可见光催化剂  17-18
    1.3.3 铋基光催化材料  18-19
      1.3.3.1 金属铋简介  18
      1.3.3.2 Bi_2WO_6简介  18-19
      1.3.3.3 Bi_2WO_6合成方法  19
  1.4 提高光催化性能的方法  19-22
    1.4.1 表面贵金属沉积  20
    1.4.2 控制晶体粒径尺寸和形貌  20-21
    1.4.3 异质结  21-22
  1.5 选题依据、目的和内容  22-24
    1.5.1 选题依据  22
    1.5.2 选题目的和内容  22-24
第二章 Bi_2WO_6催化剂的制备、表征及光催化性能研究  24-36
  2.1 引言  24-25
  2.2 实验部分  25-28
    2.2.1 仪器与设备  25
    2.2.2 试剂  25-26
    2.2.3 染料溶液的配置  26
    2.2.4 实验过程  26-28
      2.2.4.1 Bi_2WO_6合成实验  26-27
      2.2.4.2 合成样品表征  27
      2.2.4.3 染料吸光性能的测定  27
      2.2.4.4 染料线性范围的确定  27
      2.2.4.5 染料降解实验  27-28
  2.3 结果与讨论  28-35
    2.3.1 样品的表征  28-31
      2.3.1.1 XRD 谱图分析  28-30
      2.3.1.2 DRS 谱图分析  30-31
    2.3.2 染料吸光性能的测定  31-32
    2.3.3 染料线性范围的确定  32-33
    2.3.4 染料降解实验  33-35
      2.3.4.1 染料光解  33
      2.3.4.2 合成温度对 Bi_2WO_6催化活性的影响  33-34
      2.3.4.3 前驱液 pH 值对 Bi_2WO_6催化活性的影响  34-35
  2.4 本章小结  35-36
第三章 Fe_2O_3/Bi_2WO_6的制备及其可见光催化性能的研究  36-44
  3.1 引言  36
  3.2 实验部分  36-39
    3.2.1 仪器与设备  36-37
    3.2.2 试剂  37
    3.2.3 实验过程  37-39
      3.2.3.1 Fe_2O_3/Bi_2WO_6的合成  37-38
      3.2.3.2 合成样品表征  38
      3.2.3.3 光催化降解实验  38-39
  3.3 结果与讨论  39-43
    3.3.1 样品的表征  39-41
      3.3.1.1 XRD 谱图分析  39-40
      3.3.1.2 DRS 谱图分析  40-41
      3.3.1.3 样品的 SEM 分析  41
    3.3.2 光催化性能  41-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章 NiO_X/Bi_2WO_6的制备及其可见光催化性能的研究  44-52
  4.1 引言  44
  4.2 实验部分  44-47
    4.2.1 仪器与设备  44-45
    4.2.2 试剂  45-46
    4.2.3 实验过程  46-47
      4.2.3.1 NiOx/Bi_2WO_6的合成  46
      4.2.3.2 合成样品表征  46
      4.2.3.3 光催化降解实验  46-47
  4.3 结果与讨论  47-51
    4.3.1 样品的表征  47-49
      4.3.1.1 XRD 谱图分析  47-48
      4.3.1.2 DRS 谱图分析  48-49
      4.3.1.3 样品的 SEM 分析  49
    4.3.2 光催化性能  49-51
  4.4 本章小结  51-52
第五章 结论  52-54
参考文献  54-60
致谢  60

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 化学动力学、催化作用 > 催化 > 催化剂
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