Bi_2WO_6/硅藻土复合光催化剂的合成、表征与性能研究

【摘要】雾霭的广泛肆虐、水体的污染等环境问题的日益突出，使人们越来越多的关注身边的环境健康。特别是水体，与我们的生活息息相关，寻求一种温和有效的解决方式至关重要。随着大量的研究实践，发现半导体光催化氧化技术较其他治理方式更加温和、降解彻底而且无二次污染。近年来随着TiO2半导体研究的日益完善，人们开始关注新型的可见光半导体光催化剂以及负载型的半导体复合光催化剂的研究。本文主要研究新型的半导体光催化剂Bi2WO6与天然多孔硅质材料硅藻土制备的复合型可见光光催化剂的合成条件、结构和性能。两者结合了各自的优点，不仅保留了钨酸铋的光催化活性而且也解决了产物的回收利用。通过实验研究合成的最优条件、掺杂Cu、Fe、Pb离子对复合产物的影响以及硅藻土处理方式的不同对产物的结构与性能影响。并利用多种表征手段，对合成的样品进行晶型、成分、形貌以及降解性能的分析，如XRD、XPS、SEM、可见光测试等。1.采用水热合成法制备Bi2WO6/硅藻土复合光催化剂，优选的的最佳条件为：提纯硅藻土的预处理焙烧温度为600℃，前驱体溶液pH=2，180°C下水热24h，复合质量比例为Bi2WO6－60%，硅藻土－40%，这样的产物达到最佳的界面结合状态。2.水热合成的产物与染料溶液按1g/L的比例进行光催化测试，结果表明：BW-60/d-40/pH-2光催化剂的光催化活性高于同等条件下制备的纯Bi2WO6催化剂，降解率为79%。3.在最佳制备条件下掺杂三种Cu、Fe、Pb离子的金属盐，600℃有氧焙烧的硅藻土作为载体，前驱体溶液pH=2，负载比例为60%的基础上，研究了Pb、Cu、Fe掺入BW-60/d-40复合光催化剂中的结构和光催化活性。合成的掺杂复合样品中，Pb与Fe均使得复合样品的光催化性能较BW-60/d-40增加，最佳掺入量为：Pb/2%—降解率可达90.8%、Fe/5%—降解率为88.5%、Cu/0.5%—降解率70.6%，Pb元素的掺入显著提高了Bi2WO6/硅藻土的光催化性能。通过各种表征手段可知，Pb元素较其他两种更好地掺入到了合成的样品中，4.硅藻土作为载体复合半导体光催化剂是本实验的创新之处，主要探讨硅藻土焙烧方式与焙烧温度的不同对Bi2WO6/硅藻土复合光催化剂的影响。通过有氧和炭化两种焙烧方式，并在不同的温度下焙烧后得到具有不同表面特性的硅藻土，比较了两种硅藻土的吸附性能，观测了表面的结构变化，由此得出结论：炭化硅藻土的吸附性能比有氧硅藻土强；有氧焙烧后的硅藻土，表面以及孔中残留的有机质挥发，孔结构清晰，并且随着有氧焙烧温度的增加，硅藻土的孔结构被破坏；炭化后的硅藻土表面仍附着着一些物质，并伴随着焙烧温度的升高，硅藻土表面的孔结构逐渐缩小。以600℃炭化处理的硅藻土作为载体，前驱体pH=2，负载比例为钨酸铋60%，制备的Bi2WO6/炭化硅藻土复合光催化剂的光催化性能较强，降解率为82%，而且比最佳BW-60/d-40-CY600℃的降解率稍大，即炭化处理后的硅藻土增强了复合光催化剂的光催化活性。
【作者】王国菲；
【导师】蒋引珊；
【作者基本信息】吉林大学，材料学，2014，硕士
【关键词】Bi2WO6；硅藻土；负载；掺杂；光催化；

【参考文献】
[1]黄永吉.BiOCl基光催化材料的制备与性能表征[D].兰州大学,光催化材料（专业学位）,2013,硕士.
[2]陈侥侥.基于生态绿当量的重庆市土地利用结构优化研究[D].西南大学,人文地理学,2014,硕士.
[3]刘燕.基于E-DCH信道的HSUPA相关技术的研究[D].北京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[4]田晋.高温水环境下不锈钢环境致裂裂尖蠕变规律研究[D].西安科技大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[5]张智杰.基于全桥移相直流变换器的组合式充电电源[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[6]刘少辉.知识发现中粗糙集理论的研究[D].中国科学院研究生院（计算技术研究所）,2003.
[7]余红旭.英汉带稿同传与脱稿同传精力分配的对比分析[D].四川外国语大学,翻译（专业学位）,2014,硕士.
[8]闵姣.金融发展对区域经济发展的影响[D].浙江理工大学,区域经济学,2014,硕士.
[9]勾晨晔.混合厌氧发酵产氢影响因子及动力学特性的研究[D].河北科技大学,环境科学与工程,2014,硕士.
[10]左彩金.伊斯兰教与当代土耳其政党政治研究[D].河北师范大学,国际政治,2004,硕士.
[11]胡俊岭,董洪志.广播电台计算机热线电话系统[J].广播与电视技术.2005(02)
[12]王东炜.Stewart平台隔振的主动控制研究[D].哈尔滨工业大学,一般力学与力学基础,2014,硕士.
[13]罗楠,李玉忱.一种改进的基于关联图的关联规则挖掘算法[J].山东大学学报(工学版),2004,01:99-103.
[14]甘露.广州市林政管理系统研建[D].中南林学院,2004.
[15]颜溯.基于燃油经济性的汽车列车传动系统参数优化[D].重庆交通大学,车辆工程,2012,硕士.
[16]王挺.面向机翼的装配顺序规划技术研究[D].西北工业大学,航空宇航制造工程（CAD/CAM）,2004,硕士.
[17]车都.城市路灯智慧照明系统的设计与实现[D].哈尔滨工业大学,软件工程,2014,硕士.
[18]丁飞.毛细管电泳—电化学检测技术影响灵敏度因素及在自由基、多糖分析中的应用研究[D].华东师范大学,分析化学,2004,硕士.
[19]何晓娜.芬兰中小学个性化教育研究[D].华东师范大学,比较教育学,2004,硕士.
[20]何水.兴业银行低碳信用卡业务营销策略研究[D].吉林大学,工商管理,2014,硕士.
[21]张达军.论我国业主委员会的法律主体地位[D].苏州大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[22]王斌.网络数据智能提取[J].计算机仿真,2004,01:84-86.
[23]孙世民.用手征幺正法研究无味标量介子[D].广西师范大学,理论物理,2013,硕士.
[24]来贺建.上市公司控制权法律规制研究[D].云南财经大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[25]于文华.低年级小学生学业情绪教师评定问卷编制的研究[D].湖南师范大学,发展与教育心理学,2014,硕士.
[26]郝虎林.河套平原新华镇与隆胜镇绿色食品产地环境质量评价[D].内蒙古农业大学,土壤学,2004,硕士.
[27]许倩.配体交换法合成苯硒酚保护的金纳米团簇[D].安徽大学,有机化学,2013,硕士.
[28]黄斯聪.滨海城市特色引导下的高层住宅形态设计研究[D].北京交通大学,2014.
[29]杨莹莹.容滞网络中多区域节点相似度的研究[D].安徽大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[30]汤临佳,池仁勇,骆秀娟.中小企业创新政策前沿[J].科学学与科学技术管理,2013,08:138-147.
[31]丛敏.波音公司拟进行高超声速导弹飞行试验[J].飞航导弹.2007(01)
[32]杨丹丹.祭海仪式的变迁与社会影响[D].中国海洋大学,社会学,2014,硕士.
[33]陈正权.健美操教学中运用学导式教学法的研究[J].品牌(下半月),2015,01:258.
[34]霍长延.本钢冷轧厂平整机组AUTOMAX控制系统[J].冶金自动化,1997,05:12-16.
[35]向芹.锡林郭勒生态系统服务消耗的量化和评估[D].江西农业大学,环境科学,2012,硕士.
[36]李蓓.视神经脊髓炎患者头部核磁共振及临床特点分析[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[37]高贤明,杜晓军,王中磊.北京东灵山区两种生境条件下辽东栎幼苗补充与建立的比较[J].植物生态学报,2003,03:404-411.
[38]杨健.初中物理课堂教学中新科学观的建构[D].东北师范大学,教育,2003,硕士.
[39]沈淑杰.不同心功能状态下甲状腺激素水平变化及其临床意义[D].河北医科大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[40]孙秋兰.基于BIM的建筑设备维修决策系统研究[D].重庆大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[41]刘庆昌.解决吊车电子秤读数跳动的途径[J].冶金自动化,1982,06:55-56.
[42]匡兴红,邵惠鹤,冯瑞.无线传感器网络中一种新的分布式定位方案研究(英文)[J].自动化学报,2008,03:344-348.
[43]高祥涛.数据挖掘在水文相似年查找中的应用研究[D].河海大学,2004.
[44]赵歌.劳务派遣中同工同酬法律问题研究[D].吉林大学,法律,2014,硕士.
[45]高伟成.脂肪干细胞经上调HIF-1α改善糖尿病缺血皮瓣新生血管形成的实验研究[D].新疆医科大学,外科学（专业学位）,2013,博士.
[46]赫阳.基于无线传感器的电磁频谱监测网络研究与仿真[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[47]范敏.基于粗糙集的数据简约算法研究及设计[D].昆明理工大学,2003.
[48]黄玉纤,刘琴,杨茜,张进辅.大学生自尊在一般自我效能感与就业能力间的中介作用[J].心理研究,2014,01:91-96.
[49]罗立民,王英民,李晓慈,张学军.运用层序地层学模式预测河流相砂岩储层[J].石油地球物理勘探,1997,01:130-136+154.
[50]韩林江.拉赫玛尼诺夫浪漫曲的和声语言[D].华东师范大学,音乐学,2013,硕士.