论文部分内容阅读
随着工业和科学技术的发展,水污染、大气污染和噪声污染已经成为世界的三大公害。使大气污染和水污染得到控制和治理,维持生态平衡,改善自然环境是亟待人类去解决的重大问题之一。随着对新型实用的环保技术的研究的深入,人们发现半导体光催化技术在降解污染物等方面,具有氧化能力强、反应条件温和、能耗低、可减少二次污染、操作简便等突出特点,有着良好的应用前景,将逐渐成为实用的工业化技术。 本文主要研究了半导体光催化剂Bi2WO6纳米粉体的液相合成工艺及其在可见光下的光催化性能,主要内容包括: 1、采用溶剂热法(Solvothermal method),以Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·5H2O为原料,添加不同的表面活性剂制备出了具有不同形貌的Bi2WO6纳米粉体。实验结果表明,不同的表面活性剂对产物的物相、形貌及其光催化性能具有不同的影响。 2、采用水热法(Hydrothermal method),主要尝试添加尿素或者柠檬酸代替表面活性剂、通过水热法来制备Bi2WO6纳米粉体,以Bi(NO3)3·5H2O和H40N10O41W12·5H2O为原料,在不同pH下制备出了具有各种形貌的Bi2WO6纳米粉体。实验结果表明:在前驱液pH≤7情况下,得到的样品均为纯相的Bi2WO6纳米粉体;反之,如pH=13时,则不能得到纯相的Bi2WO6纳米粉体;在pH=1的条件下,添加尿素或柠檬酸的前驱液经反应后均得到了较为均匀的多孔微球,二者均具有良好的光催化性能,其光催化性能均比传统的简单水热法合成的Bi2WO6纳米分级圆盘优越;对于前驱液中添加了尿素的样品组,在非碱性条件下,随着pH增大,所得纳米粉末的微观形貌逐渐变得舒展;而pH=1时制得的微球是由纳米片在外界液相环境影响下逐步自组装而成的。 3、通过硬模板法,即以自制的碳微球为模板,通过一步水热法、后合成包覆法以及回流法来合成Bi2WO6及C@Bi2WO6纳米粉体。实验发现,通过一步水热法制得的样品P1不是纯相,可能是葡萄糖脱水碳化反应与Bi2WO6的结晶过程相互影响导致的;通过后合成包覆法、回流法制得的样品P2、P3是纯相的、斜方晶系的Bi2WO6,其中经过高温煅烧的样品P3具有很好的结晶度,其晶粒在高温过程中迅速增大,导致其较大的晶粒尺寸(23.8nm)及较小的比表面积(9.208 m2/g);三种方法制备出来的样品的光催化性能均不佳,但是在光降解实验中,加入1ml的1%H2O2的条件下,样品P2表现出了极好的光催化性能,光照2小时后,样品P2对RhB的降解率就已经达到97%。