發(fā)布時(shí)間：2020-05-27 15:31

【摘要】：鉍系半導(dǎo)體材料作為新型可見光催化劑,因其具有較窄的禁帶寬度以及良好的可見光吸收活性的等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的研究。本文以黃鐵礦為前驅(qū)體,利用水熱-煅燒法制備了一系列的黃鐵礦負(fù)載鉍系化合物復(fù)合催化劑(Bi_2WO_6/FeS_2、BiVO_4/FeS_2、FeS_2/Bi_2MoO_6)。采用X射線衍射儀(XRD)、傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、UV-Vis漫反射光譜儀(DRS)以及比表面積分析儀(BET)等手段對(duì)復(fù)合催化劑的組成、光吸收區(qū)域、表面形貌及結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了表征。通過實(shí)驗(yàn)探討了復(fù)合催化劑的催化性能和降解機(jī)理,同時(shí)通過測(cè)量產(chǎn)生的CO_2的量計(jì)算礦化率,得出的結(jié)論如下:(1)以黃鐵礦為前驅(qū)體,采用水熱-煅燒法制備Bi_2WO_6/FeS_2復(fù)合催化劑具有較好的光催化活性。當(dāng)黃鐵礦與鎢酸鉍摩爾比為1:1,前驅(qū)體溶液pH為3和煅燒溫度為350 ~oC時(shí)所制備的復(fù)合催化劑具有較高的光催化活性,在365 nm紫外光照射140 min后,對(duì)初始濃度為100 mg/m~3苯的降解率可達(dá)66%、礦化率達(dá)61.8%。通過對(duì)Bi_2WO_6/FeS_2復(fù)合催化劑光降解苯的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),在復(fù)合催化劑光催化降解苯的過程中,主要是由Bi_2WO_6產(chǎn)生的光生空穴(h~+)和氧衍生的超氧自由基(·O_2~-)起主導(dǎo)作用。(2)以黃鐵礦為前驅(qū)體,采用水熱-煅燒法制備BiVO_4/FeS_2復(fù)合催化劑具有較高的光催化活性。當(dāng)黃鐵礦與BiVO_4的摩爾比為0.6:1,煅燒溫度為350 ~oC和前驅(qū)體溶液pH=5時(shí)制備的復(fù)合催化劑活性最高。并且當(dāng)其經(jīng)365 nm紫外光照射140 min后,對(duì)100 mg/m~3苯的降解率可達(dá)63.1%,礦化率達(dá)58.1%。通過對(duì)不同的催化劑進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn)Bi_2WO_6/FeS_2復(fù)合催化劑與純Bi_2WO_6相比具有較大比表面積和較寬的光吸收范圍。通過對(duì)BiVO_4/FeS_2復(fù)合催化劑光催化降解氣態(tài)苯的機(jī)理進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn):在光催化反應(yīng)過程中,光生空穴(h~+)和羥基自由基(·OH)是降解氣態(tài)苯的主要活性物種。(3)以黃鐵礦為前驅(qū)體,采用水熱-煅燒法制備FeS_2/Bi_2MoO_6復(fù)合催化劑具有較高的光催化活性。當(dāng)黃鐵礦與FeS_2/Bi_2MoO_6的質(zhì)量比為0.05:1,煅燒溫度為350 ~oC時(shí)制備的復(fù)合催化劑活性最高。并且當(dāng)其經(jīng)365 nm紫外光照射140 min后,對(duì)100 mg/m~3苯的降解率可達(dá)66.9%,礦化率達(dá)63.5%。通過對(duì)FeS_2/Bi_2MoO_6復(fù)合催化劑光催化降解氣態(tài)苯的機(jī)理進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn):在復(fù)合催化劑光催化降解苯的過程中,FeS_2/Bi_2MoO_6復(fù)合催化劑產(chǎn)生的光生空穴(h~+)、氧衍生的超氧自由基(·O_2~-)和羥基自由基(·OH)起主導(dǎo)作用。
【圖文】：

20a) FeS2, (b) Bi2WO6, (c) Bi2WO6/FeS2復(fù)合催化劑圖 3.4 不同催化劑的 SEM 圖es of (a) FeS2, (b) Bi2WO6and (c) Bi2WO6/FeS2co6（350oC）和 Bi2WO6/FeS2復(fù)合催化劑（煅FeS2與 Bi2WO6的摩爾比為 1:1）的紫外漫 Bi2WO6的吸收邊界在 446 nm 附近，與純生了明顯的紅移，使其吸收邊界拓寬到 5度上拓寬了 Bi2WO6的可見光響應(yīng)范圍。]計(jì)算：()/2ahvAhvEgn

38(a)FeS2、(b)純 Bi2MoO6和(c) FeS2/Bi2MoO6圖 5.4 不同復(fù)合催化劑的 SEM 圖es of (a) FeS2, (b) Bi2MoO6and (c) FeS2/Bi2MoO6co350oC）、Bi2MoO6（350oC）和 FeS2/Bi2MoO鐵礦與 Bi2MoO6的質(zhì)量比為 0.05:1）的 S滑的塊狀結(jié)構(gòu)（圖 5.4a），，純 Bi2MoO6由小b），根據(jù) XRD 和 FTIR 結(jié)果可以推斷在復(fù)合在黃鐵礦表面。與純 Bi2MoO6相比，復(fù)合催黃鐵礦的加入有助于改善 Bi2MoO6的團(tuán)聚從而更有利于復(fù)合催化劑表面對(duì)苯的吸附
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X701;O643.3;X51

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本文編號(hào)：2683740