氯氧化铋复合材料的制备及其可见光催化降解双酚a的研究

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1、学校代码10530学号2015101516020分类号X503密级公开0硕士学位论文氯氧化铋复合材料的制备及其可见光催化降解双酚A的研究学位申请人汤敏0指导教师汪形艳副教授0学院名称环境与资源学院0学科专业环境科学与工程0研究方向环境功能材料0二零一八年六月七日PreparationofBiOClcompositeanditsvisiblelightphotocatalyticdegradationofbisphenolACandidateMinTang0SupervisorandRankAssociateprofessorXingYanWang0Coll

2、egeCollegeofEnvironmentandResource0ProgramEnvironmentalScienceandEngineering0SpecializationEnvironmentalfunctionalmaterials0DegreeMasterofEngineering0UniversityXiangtanUniversity0DateJune7th,20180摘要氯氧化铋（BiOCl）作为一种新型的光催化剂，因具有特殊的层状结构和电子特性而表现出优异的光催化性能，迅速成为近年来光催化材料研究的热点。然而BiOCl具有较大的禁带

3、宽度，对太阳能的利用率较低，严重影响了BiOCl实际应用。基于此，为拓展BiOCl的光响应范围，进一步提高BiOCl的光催化活性，从而改善BiOCl基半导体光催化材料在有机废水处理领域中的实际应用。本论文将BiOCl与具有良好导电性的载体结合或与具有合适能带结构的光催化半导体复合，构筑了BiOCl基复合光催化剂（BiOCl/海泡石和BiOCl/Bi2WO6），并对复合光催化剂降解双酚A（BPA）的性能和机理进行了研究，具体实验内容如下：（1）采用简单的水热法制备出一种三维花状的BiOCl/海泡石复合光催化剂，采用SEM、XRD、UV-VisDRS、XPS、

4、FT-IR和BET等表征手段对其材料的形貌特征、晶体结构、光吸收特性、元素价态、比表面积等进行分析。结果表明：由于海泡石的加入，显著抑制了BiOCl的团聚、增大了复合光催化剂的比表面积和光谱反应范围，并有效的降低了电子-空穴对的复合率。（2）以BPA为目标污染物，考察了不同因素对BPA降解率的影响。实验结果表明，当复合催化剂中海泡石含量为10%，催化剂用量为1g/L，pH=6，BPA初始浓度为10mg/L时，BPA的降解效率最佳。且最佳配比的复合光催化剂具有较高的稳定性能，重复使用3次后对BPA的降解率仍保持95%以上。（3）采用水热法制备了BiOCl/B

5、i2WO6复合光催化剂。使用SEM、XRD、UV-VisDRS和BET等技术光催化剂进行了表征分析。以BPA为目标污染物，评价了不同比例的BiOCl/Bi2WO6复合光催化剂的催化活性。结果表明复合光催化剂的催化活性及稳定性能均得到了较大提升。（4）通过对活性物种的捕获实验，分析了该体系降解BPA过程中参与的主要活性物种。结果显示：三种活性物种OH•、h+和O•-2均参与了两种复合光催化剂降解BPA的过程，其中，BiOCl/海泡石复合材料对BPA降解的贡献作用大小为O•-+••2＞h＞OH。而在BiOCl/Bi2WO6复合光催化剂光催化反应过程中OH起主要

6、作用。（5）采用GC-MS对BiOCl/海泡石复合材料降解BPA过程中的中间产物进行了测试分析，并推测出了BPA的可能降解路径。关键词：BiOCl；Bi2WO6；双酚A；可见光；光催化IAbstractAsanewkindofphotocatalyst,bismuthoxychloride(BiOCl)exhibitsexcellentphotocatalyticperformanceduetoitsspeciallayeredstructureandelectronicpropertieshasrapidlybecomeahotspotintherese

7、archofphotocatalyticmaterialsinrecentyears.However,BiOClhasalargebandgapandhasalowutilizationrateofsolarenergy,whichseriouslyaffectsthepracticalapplicationofBiOCl.Basedonthis,inordertobroadenthephotoresponserangeofBiOCl,furtherimprovethephotocatalyticactivityofBiOCl,thustoimprovet

8、hepracticalapplicationofBiOCl-bas