Bi（IO3）3及其异质结制备与光催化性能研究.pdf

摘 要 当今社会，越来越严重的环境污染和能源短缺已经妨碍到人们的正常生活。 不可再生能源的快速消耗使人们感受到了能源危机，新型能源的开发有利于社会 稳定发展，有利于人们生活的安定有序。半导体光催化技术可以利用太阳能处理 污染物产氢产氧等，缓解环境与能源压力。在种类繁多的光催化剂中，新型 Bi 系光催化剂由于其独特的层状结构，适当的禁带宽度而受到研究人员的青睐。 Bi(IO ) 材料作为Bi 催化剂的一种，除了层状晶体结构，它还含有孤对电子的IO 3 3 3 极化基团，有利于电子和空穴的分离与输运，具有良好的光化学稳定性、无毒性、 低成本和耐腐蚀性，因而具有很大潜力。但是该材料也存在许多不足，目前 Bi(IO ) 光催化剂的催化活性还不够高，而且未改性的 Bi(IO ) 光催化剂只能对 3 3 3 3 紫外光响应，光生电子与空穴对的复合效率高，这些不足限制了它的应用。本文 采用水热法制备Bi(IO ) 材料，并且以Bi(IO ) 为基础合成了几种不同异质结光 3 3 3 3 催化材料，具体内容如下： （1） 通过水热法制备出Bi(IO ) 光催化剂，利用水解法在Bi(IO ) 上复合 3 3 3 3 BiOI ，制备出Bi(IO ) /BiOI 复合材料。通过SEM 和TEM 观察到Bi(IO ) 和BiOI 3 3 3 3 纳米材料的界面接触，证明了异质结的形成。降解甲基橙(MO)实验证明复合比 例为 1:3 的Bi(IO ) /BiOI 复合光催化剂具有最佳的光催化性能，降解效率最佳。 3 3 综合所有测试结果表明，异质结的形成提高了材料的光吸收范围，有利于光生电 子和空穴的快速分离以及转移，从而提升了 Bi(IO ) /BiOI 复合材料的光催化活 3 3 性。 （2 ）分别用水热法和固相煅烧法制备出Bi(IO ) 和g-C N ，利用球磨法将 3 3 3 4 Bi(IO ) 与g-C N 复合，制备出不同比例的Bi(IO ) /g-C N 复合材料。通过XRD 3 3 3 4 3 3 3 4 阐明了物相组成，通过SEM 观察到Bi(IO ) 和g-C N 纳米材料的界面接触，论 3 3 3 4 证了异质结的形成。光降解甲基橙（MO ）的实验表明比例为1:1 的Bi(IO ) /g-C N 3 3 3 4 复合样品具有最佳的光催化性能。实验结果表明，相比于纯样，Bi(IO ) /g-C N 3 3 3 4 复合材料的光吸收范围增大，通过复合改性方法构建的异质使光生电子与空穴对 的分离效率提高，有利于光催化性能的提升。