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环境友好型铋基材料的制备及其性能研究 　　 班 级：应化 122 姓 名：景 凡 指导老师：赵 洁 答辩日期：2016-06-24 Xi’an University of Technology 西安理工大学 Xi’an University of Technology 西安理工大学 Xi’an University of Technology 西安理工大学 环境友好型铋基材料的制备及其性能研究 目 录 1 研究背景及意义 2 BiOCl的制备与表征 3 Bi4NbO8Cl的制备与表征 4 Bi4NbO8Cl对盐酸达克罗宁的光催化降解 5 结论与展望 Xi’an University of Technology 西安理工大学 Xi’an University of Technology 西安理工大学 环境友好型铋基材料的制备及其性能研究 1 研究背景及意义 环境友好型铋基材料属于新型半导体光催化材料中非常有前景的一种。其价带由O-2p和Bi-6s轨道杂化而成，这种特殊的结构之所以使其光催化反应的进行更容易，是因为这种特殊结构更有利于空穴的形成和流动。 因此，如果制备出纳米级别的层状Bi4NbO8Cl，就很可能获得具有较高的光催化性能的光催化剂。 本课题的目的是制备出新型光催化材料，而催化剂的形态也是研究的重点。 Xi’an University of Technology 西安理工大学 Xi’an University of Technology 西安理工大学 环境友好型铋基材料的制备及其性能研究 2.1 BiOCl的制备 洗涤 干燥 100ml蒸馏水溶解 加入20ml饱和NaCl 150 ℃ 4 h 10ml盐酸 调pH为4至7 离心 洗涤 110 ℃ 12 h 80℃ 水浴 加入过量NaCl 离心 洗涤 100 ℃ 12 h 图1 BiOCl的三种制备方案流程图 Xi’an University of Technology 西安理工大学 Xi’an University of Technology 西安理工大学 环境友好型铋基材料的制备及其性能研究 2.2 BiOCl的XRD表征 图2 a,b,c分别为三种方案产物的XRD衍射图谱 Xi’an University of Technology 西安理工大学 Xi’an University of Technology 西安理工大学 环境友好型铋基材料的制备及其性能研究 10ml盐酸 调pH为4至7 离心 洗涤 110 ℃ 12 h 图3 不同pH条件下BiOCl产物的XRD图谱 讨论得：制备BiOCl的最佳pH为6 Xi’an University of Technology 西安理工大学 Xi’an University of Technology 西安理工大学 环境友好型铋基材料的制备及其性能研究 3.1 Bi4NbO8Cl的制备 600℃ 6h 图4 溶液燃烧法合成Bi4NbO8Cl的流程图 将一定量的NbCl5，Bi(NO3)3?5H2O和BiOCl在水里混合。尿素作为燃料和悬浮溶液加入混合物后，会在达到600 ℃时燃烧，再恒温煅烧6个小时。 Xi’an University of Technology 西安理工大学 Xi’an University of Technology 西安理工大学 环境友好型铋基材料的制备及其性能研究 3.2 Bi4NbO8Cl的XRD表征 图4 Bi4NbO8Cl产物的XRD衍射图谱 Xi’an University of Technology 西安理工大学 Xi’an University of Technology 西安理工大学 环境友好型铋基材料的制备及其性能研究 3.3 Bi4NbO8Cl的UV-vis表征 图5 Bi4NbO8Cl产物的UV-vis图 根据UV-vis处理可以得到，样品吸收带边缘约在450 nm处，利用禁带宽度公式得出 Eg=2.75 ev。 Xi’an University of Technology 西安理工大学 Xi’an University of Technology 西安理工大学 环境友好型铋基材料的制备及其性能研究 3.4 Bi4NbO8Cl的SEM表征 图6 Bi4NbO8Cl产物的SEM图 根据SEM图可看到Bi4NbO8