铋系半导体光催化剂的制备及其对有机污染物的降解研究

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1、学校代码：10255学号：2120511东华大学硕士学位论文铋系半导体光催化剂的制备及其对有机污染物的降解研究THESYNTHESISOFBI-BASEDPHOTOCATALYSTSANDITSDEGRADATIONOFORGANICPOLLUTANTS姓名：陶亚茹申请学位级别：硕士专业：纺织化学与染整工程指导教师：徐红答辩日期：2015.01.16东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰

2、写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书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，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华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。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日铋系半导体光催化剂的制备及

3、其对有机污染物的降解研究铋系半导体光催化剂的制备及其对有机污染物的降解研究摘要本文采用水热法合成出了棒状结构的BiPO4和BiOI-1以及花瓣状的BiOI-2。通过X射线衍射对样品的组成和晶型进行分析，结果表明BiPO4样品为单斜晶系，BiOI为四方晶系，样品结晶度和纯度较高。扫描电镜观察颗粒的大小和形状，其中BiPO4为1~3μm的实心棒状结构，BiOI-1是由大量30~50nm纳米片堆叠而成的长度为3~5μm的棒状结构，而BiOI-2是由大小为4~6μm的片层堆叠而成的花瓣状结构。紫外可见漫反射光谱对样品的光响应情况进行了表征，结果表明BiPO4、BiOI

4、-1、BiOI-2的禁带宽度分别为4.1eV，1.7eV和1.75eV。对BiOI样品进行了氮气吸附-脱附测试，符合Ⅳ型等温线，22测得BiOI-1与BiOI-2的比表面积分别为9.129m/g和6.769m/g。以苯酚和异丙隆为降解底物，在紫外光照射下对BiPO4的光催化活性进行了评价，1g/L催化剂在5h内对20mg/L苯酚的降解率为98%；催化剂浓度为1g/L时，20mg/L异丙隆降解率达到97%所需光照时间为3h。以活性蓝KN-R为降解底物在可见光照射下研究比较了棒状BiOI-1和花瓣状BiOI-2的光催化性能，光照3h后，BiOI-1与BiOI-2对

5、活性蓝KN-R的降解率分别为90%、57%，由于棒状结构的BiOII铋系半导体光催化剂的制备及其对有机污染物的降解研究具有更大的比表面积以及更高的电子空穴分离率，因此具有更高的光催化活性。选取棒状结构BiOI-1为催化剂，深入讨论了可见光照射下BiOI-1对活性蓝KN-R的降解，研究了催化剂投加量及染料浓度对降解速率的影响，并分析了降解反应动力学，发现降解曲线符合二级反应动力学方程。用叔丁醇、碘化钾、苯醌分别对羟基自由基+-（·OH）、空穴（h）和超氧阴离子自由基（·O2）进行捕捉，研究了+-其降解机理，发现h和·O2在降解反应中起主要作用。关键词：碘氧化铋、

6、磷酸铋、活性蓝KN-R、异丙隆、光催化II铋系半导体光催化剂的制备及其对有机污染物的降解研究THESYNTHESISOFBI-BASEDPHOTOCATALYSTSANDITSDEGRADATIONOFORGANICPOLLUTANTSABSTRACTPhotocatalystbismuthphosphate(BiPO4)withrodstructure,bismuthoxyiodide(BiOI)-1withnanorodstructureandBiOI-2withflower-likestructureweresynthesizedbyhydrotherm

7、almethod.ThecompositionandcrystalsystemoftheproductswerecharacterizedbypowderX-raydiffraction(XRD).ItdemonstratedthatBiPO4wasmonoclinicandBiOIwastetragonal,bothofwhichexhibitedhighcrystallinityandpurity.Themorphologyofthesampleswereanalyzedthroughelectronmicroscopy(SEM).Itindicatedt

8、hatthesizeofBiPO4so