论文部分内容阅读
现代工业技术的飞速发展,导致了大量有害、致癌的污染物排放至水中,严重地威胁了人类的健康。当前,光催化技术在能源开发和污染治理等领域中有着广泛的应用。许多难降解或难以去除的物质,例如多环芳烃、氯仿、多氯联苯和有机磷化合物等可以利用此方法去除。光催化反应条件温和,可在常温下进行,有机污染物去除率高,目前已成为国内外研究的热点。本论文采用超声辅助水解法将可见光光催化材料BiOI与具有高比表面积、高分散性质的氧化石墨烯(GO)进行复合。利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见漫反射(DRS)等手段对不同条件下制备的复合材料的结构、形貌及性能进行了表征;研究了不同条件下制备的GO/BiOI复合材料对甲基橙的光催化性能,并对其光催化降解机理进行了初步的探讨。具体研究内容如下:(1)利用超声辅助水解法制备了具有可见光催化性能的BiOI和GO/BiOI复合材料,研究发现复合材料中除了主晶相BiOI外,还有少量的Bi9I2存在。(2)研究GO/BiOI复合材料在不同反应温度,不同反应时间以及不同复合比例对复合材料结构和形貌的影响。研究发现GO与BiOI复合对BiOI晶体结构基本没有影响,但反应条件对复合材料的形貌影响较大;当复合比为1:200,80oC下反应2h制备的GO/BiOI复合材料呈椭球体形状。(3)研究GO/BiOI复合材料对可见光的吸收性能发现,GO/BiOI复合材料对可见光吸收比纯BiOI有所增强,而且有较明显的红移。(4)研究发现GO/BiOI复合材料的可见光催化降解甲基橙的效果明显高于纯的BiOI;在GO与BiOI的比例为1:200,80oC反应2h制备的GO/BiOI复合材料,在可见光照射3h后,20mg/L甲基橙溶液的脱色率可达到95.7%。(5)初步探究了GO/BiOI复合材料光催化降解甲基橙的机理,认为GO/BiOI复合材料的高光催化性能是由于BiOI和GO之间的耦合作用,在可见光照射时,BiOI产生光生电子-空穴对,光生电子能够通过界面转移到GO(GO作为电子接受体),有效地抑制了BiOI中电子与空穴的复合,从而提高了可见光催化效率。