微波法合成量子点_bi2wo6光催化剂及其降解有机废水活性的研究

《微波法合成量子点_bi2wo6光催化剂及其降解有机废水活性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码10530学号201510151613分类号TQ426.6密级公开硕士学位论文微波法合成量子点/Bi2WO6光催化剂及其降解有机废水活性的研究学位申请人刘佳鑫指导教师熊绍锋副教授刘平乐教授学院名称化工学院学科专业化学工程研究方向绿色化学工艺与清洁生产二○一八年五月QuantumDots/Bi2WO6PhotocatalystsSynthesizedbyMicrowaveandTheirActivityinDegradationofOrganicWastewaterCandidateJiaxinLiuSupervisorAssociateProf.ShaofengXio

2、ngandProfPingleLiuCollegeCollegeofchemicalEngineeringProgramChemicalEngineeringSpecializationGreenchemicalprocessandcleanproductionDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay,2018湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品

3、。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要近年来全国废水排放量逐年增多，特别是有机废水排放量居高不下，严重危害环境，危及人类健康。

4、然而传统物理和化学废水处理技术对含POPs（持久性有机污染物）有机废水处理效果不理想且存在能耗高、二次污染的缺点。光催化技术因能耗低、降解彻底、无二次污染等优点，已经被广泛的应用于降解有机废水的研究。传统光催化剂TiO2因其只能由紫外光激发，无法利用占太阳光比例最大的可见光，限制其应用推广。近年来，钨酸铋（Bi2WO6）等新型光催化剂由于具有可见光响应特性、性能稳定和绿色无毒的优点，逐渐成为光催化研究热点。目前Bi2WO6依然没有工业化应用，主要归于以下几个原因：1、Bi2WO6本身光生电子空穴较易复合，光催化活性有待进一步提高；2、Bi2WO6可见光响应范围相对较小，现阶段

5、仍然需要大幅提升可见光利用率；3、Bi2WO6常用水热法制备，制备周期长，且存在加热不均导致的晶体缺陷。本论文围绕以上问题，提出用微波水热合成法分别制备碳量子点和石墨烯量子点修饰的Bi2WO6复合光催化剂。微波水热合成法与传统水热法一样制备的样品形貌可控、纯度高，另外还具有快速加热、热源与介质分离、加热均匀的优点，可以很好的解决传统水热法的缺陷，大大缩短制备周期。碳量子点具有光致依赖发光的特性，并且能够降低复合光催化剂的禁带宽度，因此可以大幅提高复合光催化剂的可见光利用率。石墨烯量子点继承了石墨烯的优良特性，所包含的共轭键赋予其优异的电子传输和存储能力，有利于快速迁移电子，

6、提高复合光催化剂的载流子分离效率并由此增强光催化活性。同时，石墨烯量子点具有一定的光致发光能力，有助于提高复合光催化剂的可见光响应能力。本论文主要研究内容包括：（1）通过氧化还原-透析法制备石墨烯量子点（GQDs），通过水热法合成碳量子点（CQDs），分别与Bi2WO6复合，得到GQDs/Bi2WO6和CQDs/Bi2WO6样品，考察GQDs（CQDs）含量、微波合成温度、时间等条件对催化剂样品形貌结构的影响，考察催化剂光催化降解模拟废水活性，并深入探讨其“构效”关系；（2）通过PL光致发光光谱、瞬态光电流I-t曲线等测试分析GQDs（CQDs）/Bi2WO6样品的光生电子空

7、穴分离效率，通过UV-Vis漫反射光谱表征GQDs（CQDs）/Bi2WO6样品的可见光响应性能，并通过SEM、TEM、XRD等表征分析合成样品的形貌和物相结构，发现在经过碳量子点和石墨烯量子点分别修饰后，Bi2WO6的形貌物相结构不发生改变，而其可见光响应性能得到了大幅提高，光生空穴电子复合速率明显降低，从而提高了复合光催化剂的光催化性能。其中I湘潭大学硕士学位论文3%GQDs/Bi2WO6复合光催化剂的光催化性能最强，在20min即可将100ml浓度为20mg/L的RhB溶液几乎完全降解（降解率＞9