發(fā)布時(shí)間：2019-02-16 17:10

【摘要】：鈦酸鉍半導(dǎo)體因其特殊的電子能帶結(jié)構(gòu)以及良好的光催化性能已成為近年來(lái)光催化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),其合適的能帶結(jié)構(gòu)也成為復(fù)合材料的良好中間體,所以選用鈦酸鉍與其他半導(dǎo)體材料相結(jié)合來(lái)提高光催化性能。本論文通過(guò)自制靜電紡絲實(shí)驗(yàn)平臺(tái)制備出Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維,以其為基體,結(jié)合水熱法、沉淀沉積法分別制備了MoS_2/Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)和Ag_3PO_4/Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維,并采用XRD、SEM、TEM、PL譜、UV-vis光譜等表征手段對(duì)所制備的樣品進(jìn)行了物相、組分、形貌及吸光性能的分析,對(duì)其光催化降解有機(jī)染料及光解水制氫性能進(jìn)行了研究,探討了不同捕獲劑對(duì)光催化反應(yīng)過(guò)程當(dāng)中活性中間體的抑制作用大小,并對(duì)其動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下:(1)以五水硝酸鉍、鈦酸四丁酯、無(wú)水乙醇、N,N-二甲基亞酰胺、檸檬酸和聚乙烯吡咯烷酮為原料,通過(guò)靜電紡絲法制備了Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)前驅(qū)體復(fù)合纖維,煅燒得到Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維。研究了聚乙烯吡咯烷酮和紡絲電壓對(duì)可紡性的影響,煅燒溫度以及升溫速率對(duì)光催化性能的影響。結(jié)果表明,前驅(qū)體溶液的最佳聚乙烯吡咯烷酮的含量為0.107 g·mL-1,制備的Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)前驅(qū)體的復(fù)合纖維的最佳紡絲電壓為25 kV,煅燒前驅(qū)體纖維的優(yōu)選升溫速率為3℃·min-1,優(yōu)選煅燒溫度為500℃,優(yōu)選條件下制備的Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維具有多孔的形貌,以其為催化劑在模擬日光(800 W氙燈)照射下降解MO溶液40 min,MO的降解率可達(dá)97.6%。另選用對(duì)苯醌(BQ),異丙醇(IPA),乙二胺四乙酸二鈉(Na_2-EDTA)分別作為不同活性中間體的捕獲劑,證明以Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維為光催化劑降解MO的光催化機(jī)理為光生空穴機(jī)理。動(dòng)力學(xué)研究表明,以Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維為光催化劑降解MO的動(dòng)力學(xué)方程符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。以硫化鈉和亞硫酸鈉為犧牲試劑,在模擬日光(300 W氙燈)照射下光解水制氫反應(yīng)24 h,產(chǎn)氫量可達(dá)187.82μmol·g-1。(2)以五水硝酸鉍、鈦酸四丁酯、無(wú)水乙醇、N,N-二甲基亞酰胺、檸檬酸和聚乙烯吡咯烷酮為原料,通過(guò)靜電紡絲法制備了Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維;再以鉬酸鈉和硫代乙酰胺為原料,結(jié)合水熱法制備了MoS_2/Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維。系統(tǒng)研究了MoS_2的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和水熱溫度對(duì)MoS_2/Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維的光催化性能影響。結(jié)果表明:MoS_2的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為12%,水熱溫度為200℃時(shí),可制備出最佳光催化性能的MoS_2/Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維。在可見光下照射80 min,甲基橙的降解率達(dá)到98.37%。另選用對(duì)苯醌(BQ),異丙醇(IPA),乙二胺四乙酸二鈉(Na_2-EDTA)分別作為不同活性中間體的捕獲劑,證明以MoS_2/Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維為光催化劑降解MO的光催化機(jī)理為光生空穴機(jī)理。以硫化鈉和亞硫酸鈉為犧牲試劑,在模擬日光下,反應(yīng)24 h,總產(chǎn)氫量可達(dá)402.68μmol·g-1。(3)以五水硝酸鉍、鈦酸四丁酯、無(wú)水乙醇、N,N-二甲基亞酰胺、檸檬酸和聚乙烯吡咯烷酮為原料,通過(guò)靜電紡絲法制備了Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維;在此條件下,以硝酸銀和磷酸氫二鈉為原料,結(jié)合沉淀沉積法制備了Ag_3PO_4/Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維。系統(tǒng)研究了Ag_3PO_4與Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)的摩爾比對(duì)所制備產(chǎn)物的光催化性能影響。結(jié)果表明:當(dāng)Ag_3PO_4與Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)的摩爾比為1:1時(shí),可制備出最佳光催化性能的Ag_3PO_4/Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維,在可見光下照射6 min,亞甲基藍(lán)的降解率達(dá)到97.8%。另選用對(duì)苯醌(BQ),異丙醇(IPA),乙二胺四乙酸二鈉(Na_2-EDTA)分別作為不同活性中間體的捕獲劑,證明以Ag_3PO_4/Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維為光催化劑降解MB的光催化機(jī)理為光生空穴機(jī)理。動(dòng)力學(xué)研究表明,以Ag_3PO_4/Bi_(12)TiO_(20)/Bi_4Ti_3O_(12)復(fù)合納米纖維為光催化劑降解MB的動(dòng)力學(xué)方程符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O643.36

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 陳印;馬曉軍;;改性TiO_2負(fù)載活性炭纖維的研究進(jìn)展[J];生物質(zhì)化學(xué)工程;2014年04期

2 唐亭;鄧洪權(quán);霍冀川;蔣琪英;黃小憐;符純?nèi)A;;配位前驅(qū)體熱分解法制備Bi_2S_3及其光催化性[J];西南科技大學(xué)學(xué)報(bào);2012年04期

3 ;Synthesis of surface sulfated BiWO with enhanced photocatalytic performance[J];Journal of Environmental Sciences;2012年12期

4 宋繼梅;胡海琴;梅雪峰;師亞利;任明松;胡剛;;八面體γ-Bi_2MoO_6的表面活性劑輔助水熱合成及其光催化性質(zhì)(英文)[J];安徽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年01期

5 縣濤;楊華;戴劍鋒;魏智強(qiáng);馬金元;馮旺軍;;粒徑可控的納米鐵酸鉍的制備及其光催化性能[J];催化學(xué)報(bào);2011年04期

6 趙敏;潘�？�;;靜電紡絲法淺析[J];山東紡織科技;2010年06期

7 史海峰;陳健;王庭志;朱純;鄒志剛;;光催化分解水制氫半導(dǎo)體材料評(píng)述[J];江南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年05期

8 譚懷琴,全學(xué)軍,趙清華,桑雪梅;二氧化鈦光催化技術(shù)研究進(jìn)展[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(bào);2005年03期

9 許效紅,姚偉峰,張寅,周愛秋,侯云,王民;鈦酸鉍系化合物的光催化性能研究[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2005年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 傅杰財(cái);靜電紡絲中形貌控制及其應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 王麗姣;二硫化鉬及其復(fù)合物的制備和光解水產(chǎn)氫性能研究[D];鄭州大學(xué);2015年

2 林越來(lái);二硫化鉬納米材料的水熱制備及其光催化特性[D];電子科技大學(xué);2015年

3 楊依萍;二硫化鉬納米結(jié)構(gòu)的制備、表征及其光催化性能的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：2424662