1、環(huán)境友好型鉍基材料的制備及其性能研究,班 級：應化 122姓 名：景 凡指導老師：趙 潔答辯日期：2016-06-24,,,,Xi’an University of Technology西安理工大學,,Xi’an University of Technology西安理工大學,目 錄,1 研究背景及意義2 BiOCl的制備與表征3 Bi4NbO8Cl的制備與表征4

2、 Bi4NbO8Cl對鹽酸達克羅寧的光催化降解5 結論與展望,,Xi’an University of Technology西安理工大學,1 研究背景及意義,環(huán)境友好型鉍基材料屬于新型半導體光催化材料中非常有前景的一種。其價帶由O-2p和Bi-6s軌道雜化而成，這種特殊的結構之所以使其光催化反應的進行更容易，是因為這種特殊結構更有利于空穴的形成和流動。 因此，如果制備出納米級別的層狀Bi4NbO8Cl，就很可能獲得

3、具有較高的光催化性能的光催化劑。 本課題的目的是制備出新型光催化材料，而催化劑的形態(tài)也是研究的重點。,,Xi’an University of Technology西安理工大學,2.1 BiOCl的制備,圖1 BiOCl的三種制備方案流程圖,,Xi’an University of Technology西安理工大學,2.2 BiOCl的XRD表征,圖2 a,b,c分別為三種方案產物的XRD衍射圖譜,,Xi’an

4、University of Technology西安理工大學,圖3 不同pH條件下BiOCl產物的XRD圖譜,討論得：制備BiOCl的最佳pH為6,,Xi’an University of Technology西安理工大學,3.1 Bi4NbO8Cl的制備,圖4 溶液燃燒法合成Bi4NbO8Cl的流程圖,將一定量的NbCl5，Bi(NO3)3?5H2O和BiOCl在水里混合。尿素作為燃料和懸浮溶液加入混合物后，會在達到600 ℃

5、時燃燒，再恒溫煅燒6個小時。,,Xi’an University of Technology西安理工大學,3.2 Bi4NbO8Cl的XRD表征,圖4 Bi4NbO8Cl產物的XRD衍射圖譜,,Xi’an University of Technology西安理工大學,3.3 Bi4NbO8Cl的UV-vis表征,圖5 Bi4NbO8Cl產物的UV-vis圖,根據UV-vis處理可以得到，樣品吸收帶邊緣約在450 nm處，利用

6、禁帶寬度公式得出 Eg=2.75 ev。,,Xi’an University of Technology西安理工大學,3.4 Bi4NbO8Cl的SEM表征,圖6 Bi4NbO8Cl產物的SEM圖,根據SEM圖可看到Bi4NbO8Cl的分層片狀結構。,,Xi’an University of Technology西安理工大學,4.1 光催化降解目標物,鹽酸達克羅寧，又名1-(4-丁氧基苯)-3-(1-哌啶基)-1-丙酮鹽酸鹽。

7、室溫下為白色結晶粉末，其分子式為C18H28ClNO2，分子量325.88。 能阻斷各種神經沖動或刺激的傳導，抑制觸覺和痛覺，對皮膚有止痛、止癢及殺菌作用。,圖7 鹽酸達克羅寧結構式,,Xi’an University of Technology西安理工大學,4.2 催化劑的量對光催化降解的影響,圖8 不同質量的Bi4NbO8Cl對鹽酸達克羅寧的光催化降解,Bi4NbO8Cl降解鹽酸達克羅寧的最佳催化劑用量為 0.

8、050 g，180 min的降解率可達86.53 %。,,Xi’an University of Technology西安理工大學,4.3 溶液濃度對光催化降解的影響,圖9 不同濃度鹽酸達克羅寧水溶液的光催化降解,Bi4NbO8Cl降解鹽酸達克羅寧的最佳藥品用量為10 mg/L，180 min的降解率可達94.86 %。,,Xi’an University of Technology西安理工大學,4.4 溶液pH對光催化降解的影

9、響,圖10 不同pH條件下樣品的光催化效率,鹽酸達克羅寧在偏酸性條件下光催化降解率高于原溶液，而在堿性條件下，光催化效率大大被抑制。,,Xi’an University of Technology西安理工大學,4.5 循環(huán)使用次數(shù)對光催化降解的影響,圖11 Bi4NbO8Cl的循環(huán)使用對光催化的影響,,Xi’an University of Technology西安理工大學,5.1 結論,(1) BiOCl的最佳合成條件為：

10、pH為6的條件下110 ℃干燥12 h。Bi4NbO8Cl的最佳合成條件為：600 ℃煅燒6 h。(2) 最佳Bi4NbO8Cl的用量為 0.050 g時，降解率可達 86.53 %；最佳溶液濃度為 10 mg/L，降解率可達 94.86 %；最佳pH為 3.4，降解率可達 90.67 %； Bi4NbO8Cl可重復使用，重復使用率良好。,,Xi’an University of Technology西安理工大學,5.2 展望,

11、(1) 溶液燃燒法優(yōu)點：反應充分、制備時間短、操作步驟簡單、制備的樣品性能比較好。但其性能仍需提高，應繼續(xù)探究制備性能更好的光催化劑的實驗條件和路線。(2) Bi4NbO8Cl的比表面積大，所以光催化效率優(yōu)良。但其表面積還能繼續(xù)擴大，制備納米級別或者多孔的Bi4NbO8Cl是未來研究的方向。(3) 考慮到實際應用中成本投入，以及材料可否重復利用的問題，應進一步研究溶液燃燒法制備樣品的產率提高以及光催化性能的提升等問題。,,歡迎各