石墨烯及類石墨烯基復(fù)合光催化劑的合成及其性能研究.pdf

1、伴隨著當(dāng)今社會(huì),乃至世界各國(guó)的飛速發(fā)展,科技、工農(nóng)業(yè)的不斷進(jìn)步,以及人民生活品質(zhì)的日益提高,能源危機(jī)、環(huán)境污染已成為當(dāng)前兩大全球性的重大問(wèn)題。半導(dǎo)體光催化降解有機(jī)污染物技術(shù)的發(fā)展不僅能夠充分利用太陽(yáng)能這種巨大、無(wú)污染、潔凈、安全的可再生能源,達(dá)到節(jié)能的目的,而且可以有效地降解有機(jī)污染物,起到環(huán)境保護(hù)作用。本文通過(guò)引入石墨烯及類石墨烯的材料,對(duì)半導(dǎo)體光催化劑進(jìn)行性能改善,合成得到了兩類具有三元異質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)合光催化劑,并對(duì)其光催化降解常見(jiàn)有

2、機(jī)污染物的性能進(jìn)行了研究。
　　二元異質(zhì)結(jié)Bi2MoO6/Bi3.64Mo0.36O6.55復(fù)合物是在特定的pH值條件下,通過(guò)簡(jiǎn)單的一步水熱法的到的,在此基礎(chǔ)上,將化學(xué)氧化法得到的層狀氧化石墨烯引入到反應(yīng)體系中,經(jīng)過(guò)水熱還原得到了 graphene-Bi2MoO6/Bi3.64Mo0.36O6.55復(fù)合光催化劑。根據(jù)XRD、SEM及TEM分析發(fā)現(xiàn),一定范圍內(nèi),氧化石墨烯的加入量會(huì)對(duì) Bi2MoO6/Bi3.64Mo0.36O6.5

3、5中兩相的相對(duì)組成含量有所影響,并且對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)形貌也有所影響。通過(guò)FT-IR、Raman及XPS分析,可以得出復(fù)合物中的氧化石墨烯在水熱過(guò)程中被還原為石墨烯,并且與 Bi2MoO6/Bi3.64Mo0.36O6.55通過(guò)化學(xué)鍵緊密的結(jié)合在一起,形成了三元結(jié)構(gòu)的復(fù)合物。在可見(jiàn)光照射下,評(píng)估了復(fù)合光催化劑對(duì)光降解羅丹明 B和2,4-二氯苯酚有機(jī)污染物的光催化性能,結(jié)果表明, graphene-Bi2MoO6/Bi3.64Mo0.36O6.

4、55具有高效的光催化性能及良好的穩(wěn)定性,并且性能最佳的石墨烯負(fù)載量為1 wt％,最終提出了這種三元復(fù)合光催化劑的形成機(jī)理及光催化增強(qiáng)機(jī)理。本論文首次證實(shí)了氧化石墨烯具有對(duì)半導(dǎo)體材料的形貌、結(jié)構(gòu)及組成的調(diào)控作用。
　　首先探究了 Bi2WO6/Bi3.84W0.16O6.24的合成條件,其次選取了具有類石墨烯結(jié)構(gòu)的層狀二硫化鎢作為基底材料,通過(guò)水熱合成法,形成了具有三元異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的 WS2-Bi2WO6/Bi3.84W0.16O6.

5、24復(fù)合光催化劑。結(jié)合 XRD、TEM、EDS、XPS及Raman等表征結(jié)果,可以證明復(fù)合物中,三種物相的存在,并且經(jīng)過(guò)溶劑剝離法所得到的二硫化鎢是以層狀結(jié)構(gòu)存在于復(fù)合物之中。通過(guò)與Bi2WO6/Bi3.84W0.16O6.24和塊狀 WS2-Bi2WO6/Bi3.84W0.16O6.24的光催化性能進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),具有二維結(jié)構(gòu)的層狀二硫化鎢,因其獨(dú)特的物理化學(xué)性能,使得復(fù)合物的光催化性能提高最顯著,這也是首次將層狀的二硫化鎢用于復(fù)合光催