钒酸铋石墨烯复合光催化剂的制备及性能研究

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1、万方数据中图分类号!Q!三主：3UDC2墨硕士学位论文学校代码!Q三三3密级垒珏钒酸铋／石墨烯复合光催化剂的制备及性能研究ThesynthesisandperformanceofBiV04／Graphenecompsitephotocatalyst作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：覃涛化学工程与技术化学工程化学化工学院叶红齐教授论文答辩日期垫!兰￡![9答辩委员会主席中南大学二。一四年五月万方数据学位论文原创性声明煳一本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工

2、作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：!置逸日期：旌f竺年[月竺日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学

3、位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：驵聊签名鲨马万方数据中南人学硕士学位论文摘要钒酸铋／石墨烯复合光催化剂的制备及性能研究摘要：利用半导体材料实现光催化降解有机污染物或光催化制氢是环境和能源领域的研究热点之一。钒酸铋(BiV04)半导体因其较窄的禁带宽度和较高的可见光光催化活性而受到人们广泛的关注。本论文在研究水热合成条件对BiV04结构、形貌及光催化活性影响的基础上，

4、通过添加氧化石墨烯(GO)制备出了具有可见光光催化活性更高的钒酸铋／石墨烯(BiVOJGr)复合光催化剂。在BiV04的水热合成方面，以硝酸铋(Bi(N03)3-5H20)和偏钒酸铵(NH4V03)为原料，考察水热温度、反应初始pH、水热时间对BiV04形貌结构和光催化活性的影响，并探讨不同形貌BiV04的形成机制。研究表明：高温、低反应初始pH条件下更有利于单斜型结构BiV04的生成；通过控制反应温度和初始pH可获得多面体、片状、枝状、沙琪玛状等不同形貌的BiV04晶体。实验获得最高光催化活性的B

5、iV04的反应条件是反应初始pH为5，反应温度为180℃，反应时间为12h。为改进BiV04的光催化性能，进行了BiV04／Gr复合光催化剂的水热合成的研究。经FTIR检测表明，添加的氧化石墨烯(GO)表面含氧官能团脱除，被还原成石墨烯(Gr)。研究表明，当GO加入量为17％(相对Bi(N03)3·5H20)的质量百分比)时，与未加GO的纯BiV04相比，BiVOdGr显示出更高的光催化活性，在光反应120min时，光催化反应速率常数从0．0147增加至0．0304min～，亚甲基蓝的降解率由85％

6、提高到99％。这可能是由于石墨烯巨大的比表面积和优良的导电性能有利于增强催化剂对有机物的吸附和抑制光生电子和空穴的复合，从而使得复合光催化剂的性能得到显著提高。图24幅，表6个，参考文献166篇。关键词：BiV04；BiV04／Gr：复合；水热合成；光催化分类号：TQl35．3；0643万方数据中南大学硕士学位论文AbstractThesynthesisandperformanceofBiV04／GraphenecompositephotocatalystAbstract：Ithasbeenares

7、earchhotspotofenvironmentalandenergyfieldstorealizedegradingorganicpollutantsandproducinghydrogenbysunlight，withusingsemiconductormaterials．BismuthVanadate(BiV04)hasreceivedmostattentionbecauseofitsnarrowbandgapandhi．ghvisible—lightphotocatalyticperfor

8、mance．Inthispaper,Onthebasisoftheeffectofhydrothermalconditionsonthestructure，morphologyandphotocatalyticactivityofBiV04，theBiVOa／Graphene(BiV04／Gr)compositephotocatal),stswassynthesizedbyaddinggrapheneoxide(GO)toenhancevisible—lightpho