bi系列可见光催化剂的制备及其催化降解性能研究

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1、学校代码10459学号或申请号201212151764密级郅州kf硕士学位论文Bi系列可见光催化剂的制备及其催化降解性能研究作者姓名：王艳艳导师姓名：张瑞芹教4受燕启社博士学科门类：理学专业名称：环境科学培养院系：化学与分子工程学院完成时间：2015年4月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研宄作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文

2、作者：日期：年丄月？日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或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；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：X-曰期：Toljr年乙月？Athes

3、issubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterSynthesisandVisibleLightPhotocatalyticDegradationActivityofBixOyIzVisibleLightCatalystByYanyanWangSupervisor:Prof.RuiqinZhangEnvironmentalScienceCollegeofChemistry&MoleculeEngineeringApril2015摘要摘要现代化生产过程中排放的有机染料和除草剂是水体

4、中主要污染物，这些污染物对环境和生物都会产生严重的危害，因此对水体中这些污染物的去除越来越重要，绿色的光催化技术因为其降解效率高和对环境友好等优点成为一种治理环境污染的研究热点。本文利用水热法和油浴法制备具有不同晶体形貌的BixOyIz催化剂，使用水热法合成了球状的BiOI和花瓣状的Bi4O5I2,使用油浴法合成了层状纳米结构的Bi7O9I3。利用紫外-可见光漫反射（UV-vis）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、比表面积分析（BET）和X射线光电子能谱（XPS）对催化剂进行表征分析。结果如下：1.通过XRD和SEM表征分析

5、知道三种催化剂BiOI、Bi4O5I2和Bi7O9I3没有很多杂质峰，纯度比较高结构,分别为球状、花瓣球状和分层纳米结构；2.通过UV-Vis表征分析可知BiOI、Bi4O5I2和Bi7O9I3在可见光区均有很好的吸收，最大吸收波长分别为673nm、640nm和630nm，禁带宽度分别1.84eV、1.93eV2和1.97eV；3.通过BET表征分析得到比表面积分别是：18、12和8m/g。4.利用XPS对Bi4O5I2进行表征分析可知，三种元素摩尔比为3.7:5.2:1.6，再通过数据分析得出三种元素的化合价为+3，-2，-1，可以

6、确定这种物质就是Bi4O5I2。在光催化降解开始前首先做了催化剂的暗吸附实验，并利用Freundlich和Langmuir等温吸附模型模拟了暗吸附过程，结果是BiOI对MB的吸附更符合Freundlich模型，而且高温不利于吸附反应。在模拟可见光灯照射条件下，测定了BiOI对染料亚甲基蓝的降解实验，Bi4O5I2和Bi7O9I3对除草剂2,4-D的降解实验，考察了催化剂浓度、污染物的初始浓度、光照时间等条件对降解的影响，同时做了降解动力学分析，并在最佳的条件下进行了降解实验，结果如下：（1）在MB的浓度为50mg/L，催化剂的浓度为1

7、g/L的条件下，BiOI对MB的降解率达到98%，降解动力学符合准二级模型；（2）在催化剂浓度为1g/L时，2，4-D初始浓度为50mg/LBi4O5I2对的降解率达到84%左右，降解动力学符合准二级模型；（3）在相同的操作条件下Bi7O9I3对2，4-D的降解率达到95%左右。在夏季晴天和阴天自然光照射下，分别使用BiOI、Bi4O5I2和Bi7O9I3作为催化剂进行对2,4-D的降解研究；还考察了Bi7O9I3在春、夏、秋、冬四季光照射I摘要下催化降解效果实验，降解效率分别为85.23%、98.66%、87.25%和82.75%；

8、为了考察不同单色光对降解的影响，我们利用单色光片分离出6种太阳光单色光，分别是:红、橙、黄、绿、蓝和紫光，测定其光强度，并在单色光照射下做了催化剂Bi7O9I3对2,4-D的降解实验，6种单色光的降解效率相差不大，其中紫