新型光催化剂BiOBr的制备及其光催化性能研究

0.4
0.4
0.2
0.2
Dark:30min Dark:60min Light:20min Light:40min Light:60min LIght:80min Light:100min
Abs.
0.0 200
Abs.
500 600 700
300
400
0.0 200
300
400
500
600
700
Wavelength / nm
Abs.
0.4
Abs.
0.4 0.2 0.0 200
0.2
0.0 200
300
400
500
600
700
300
400
500
600
700
waveleng / nm
1.0
1.0
waveleng / nm
(C)
0.8 T400-4h
0.8
(D)
T400-2h
0.6
0.6
0.4
0.2
Dark:60min Light:10min Light:20min Light:30min Light:40min Light:50min
0.2
经可见光（420<λ<800nm） 照射100min后，400℃，2h； 400℃，4h条件下制备的催化 剂对RhB染料的降解率接近 100%。400℃，4h条件下制 备的光催化剂降解最快。
C/C0
0.0 0 20 40 60 80 100
Time / min
紫外光催化性能表征
1.0
(A)
T200-2h
10
20
30
40
50
60
70
80
2 Theta / de
1.0
(a)
T200-2h
(b)
0.8 0.6
T200-4h
0.8 Dark: 30min Dark:60min Light:20min Light:40min Light:60min Light:80min Light:100min
Wavelength / nm
1.0 (e) 0.8 0.6
Abs.
Dark:30min Dark:60min Light:20min Light:40min Light:60min LIght:80min Light:100min T600-2h
1.0 (f) 0.8 0.6
Abs
Dark:30min Dark:60min Light:20min Light:40min Light:60min LIght:80min Light:100min T600-4h

14
致谢
衷心感谢我的导师李文娟老师。 感谢实验室的各位师姐以及同学 们所给予我的无私帮助，尤其感谢 一起做毕设的同学们在程序编写和 论文撰写中对我的耐心指导和帮助。

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6
可见光催化性能表征

500 W卤钨灯（420<λ<800nm）。 准确称取0.04g光催化剂放入100mL反 应器中,倒入80 mL 10-5M罗丹明B溶液。 放置暗处搅拌1 h后，开灯每20min取 一次 样。
7
紫外光催化性能表征


紫外灯（λ=365nm）。 用电子天平准确称取0.08g光催化剂放入紫外 石英反应器中，倒入150 mL 10-5M罗丹明B溶 液. 放置暗处搅拌1 h后,开灯每10min取一次样。


样品的晶相结构采用Miniflex-600型X射线粉末 衍射（XRD）仪（日本）分析。铜靶（Cu Kα， λ＝0.15406 nm），工作电压30 mV、电流10 mA样品的平均晶粒大小利用Scherrer公式由 衍射峰的半峰宽求得： D(hkl) = K· / (β1/2·cosθ) λ 式中：D(hkl)为（hkl）晶面的粒径；K为晶体 的形状因子，取0.89；θ为衍射角；β1/2为半 峰宽（弧度）。
0.4
0.2
Dark:60min Light:10min Light:20min Light:30min Light:40min Light:50min
Abs.
Abs.
0.0 200
0.0 200
300
400
500
600
700
300
400
500
600
700
waveleng / nm
waveleng / nm
Abs.
500 600 700
Abs.
0.0 200 300 400
0.0 200
300
400
500
600
700
waveleng / nm
waveleng / nm
1.0
(G)
T200-2h T200-4h T400-4h T400-2h T600-2h T600-4h
0.8
0.6
0.4
经紫外光，光照50min后， 各条件下制备的催化剂对 RhB染料的降解率接近 100%。200℃，4h条件下制 备的光催化剂降解最快。
8
结果与讨论

XRD图谱分析
T600-4h T600-2h
T400-4h T400-2h T200-4h T200-2h
当煅烧温度为200℃、 400℃ 时，样品的特征衍 射峰位置均与 JCPDS 卡 片NO.09-0393 BiOBr相吻 合。
Intensity
最佳合成条件是 200℃， 400℃
Dark:30min Dark:60min Light:20min Light:40min Light:60min Light:80min Light:100min
Abs.
Abs.
0.6
0.4 0.2 0.0
0.4
0.2
0.0 200
200
300
400
500
600
700
300
400
500
600
700
0.4 0.2 0.0 200
0.4 0.2 0.0
300
400
500
600
700
200
300
400
500
600
700
Wavelength / nm
Wavelength / nm
1.0
(g)
T200-2h T200-4h T400-4h T400-2h T600-2h T600-4h
0.8
0.6
0.4
C/C0
0.2
0.0 0 10 20 30 40 50
Time / min
结论


采用直接沉淀法，在不同煅烧温度和时间条件 下制备了BiOBr光催化剂 BiOBr在可见光条件下可有效降解RhB， 400℃ 时制备的催化剂光催化降解效率较好。 BiOBr在紫外光条件下可有效降解RhB，在此 条件下降解效果更好。
1.0
(E)
T600-2h
1.0
(F)
0.8 T600-4h
0.8 Dark:60min Light:10min Light:20min Light:30min Light:40min Light:50min
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
Dark:60min Light:10min Light:20min Light:30min Light:40min Light:50min
1.0
(B)
0.8 T200-4h
0.8
0.6 Dark:60min Light:10min Light:20min Light:30min Light:40min Light:50min
0.6 Dark:60min Light:10min Light:20min Light:30min Light:40min Light:50min
新型光催化剂BiOBr的制备及其光催 化性能研究
指导老师 班级 姓名 学号 李文娟 09级5班 张芒芒 200912501036
1
主要内容

研究背景 实验部分 结果与讨论 结论 致谢
2
研究背景



半导体光催化氧化技术具有操作简单、反应条件温和、 能耗低及二次污染少等优点, 因而在环境治理领域引 起广泛关注。 在各种半导体氧化物中，TiO2作为一种光催化剂受到 了广泛的重视，但被改进的TiO2在可见光下的活性还 是比较低，很难在工业规模上实现可见光条件下进行 环境处理等方面的运用。 BiOX （Cl、Br、I） 是一类新型的半导体材料，近年 来引起了研究人员的兴趣。
Wavelength / nm
Wavelength / nm
1.0
1.0
(c)
0.8 T400-4h
(d)
T400-2h 0.8
0.6
0.6
Dark:30min Dark:60min Light:20min Light:40min Light:60min Light:80min Light:100min
3
实验部分
光催化剂的制备
光催化剂制备流程如下图：
4
硝酸+ Bi(NO3)3· 5H2O
85℃恒温搅拌溶解
加KBr
85℃恒温搅拌12h
白色沉淀
氨水调节PH值为3.0
抽滤、反复洗涤、80℃空气干燥
固体
不同焙烧温度：200、400、600℃；不同焙烧时间：2h、4h
样品
光催化性能表征
晶相结构表征（XRD）