微波辅助合成石墨烯-铋系复合材料及其可见光催化性能研究

基本信息
批准号:21401088
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:伍水生
学科分类:
依托单位:湖南工程学院
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:苏红莹,陶军,王军,马博凯
关键词:
石墨烯微波辅助光催化复合纳米材料
结项摘要

The development of new visible light-driven Photoeatalysts is essential to the control of environment Pollution and the use of sustainable energies. According to the current environment pollution and utilization of solar energy(visible light), the present application aim to carry out microwave-assisted synthesis of two classes of grapheme-the bismuth compound photocatalytic material: :(graphene/Bi2O3/BiOX、graphene/BiOX1/BiOX2 (X, X1, X2=Cl, Br, I), with the bismuth compound material as the active component and graphene as the carrier. By optimizing of composite material component and synthesis condition, combination of XRD, FTIR, TEM, XPS, DRUVS analysis characterization, In order to visible light photocatalytic degradation of rhodamine B as a model reaction, expect to obtain appropriate morphology of photocatalyst with high activity. The photocatalyst preparation is simple and rapid, the gap band adjustable, has high catalytic activity and good stability. In graphene - bismuth composite photocatalytic performance process, we are desiring to establish structure-activity relationships between the catalyst structures and reactivity, carry out kinetic studies to establishment of the dynamic equations, and preliminary study on photocatalytic reaction mechanism

开发可见光响应的新型半导体催化剂是环境污染控制和可再生能源开发利用的重要内容之一。本申请针对目前环境污染和利用太阳能(可见光)的需要,拟开展以铋系复合材料为活性组分,石墨烯为载体微波辅助合成两类石墨烯-铋系复合光催化材料:(graphene/Bi2O3/BiOX、graphene/BiOX1/BiOX2 (X, X1, X2=Cl, Br, I)通过改变制备条件如微波功率、微波反应温度、反应时间、起始原料的配比、溶液体系的pH值等合成一系列石墨烯-铋系复合纳米材料,并通过XRD、FT-IR、SEM、TEM、UVDRS、XPS等分析手段表征复合纳米材料,以可见光催化降解罗丹明B为模型反应,考查所合成的纳米复合材料的可见光催化性能。拟建立石墨烯-铋系复合材料催化剂构型与其光催化反应活性之间的构效关系,并进行动力学研究,探讨可见光催化机理。

项目摘要

随着工业化进程与环境污染矛盾的日益突出,宽谱吸收的高效可见催化剂日益受到重视,然而,太阳能利用率低和太阳光光催化活性差是制约光催化技术实际应用的主要问题.本课题主要从事了以碳材料(石墨烯或碳纳米管)和铋基材料(BiOBr和钨酸铋)为基质的新型复合可见光催化材料,并研究其光催化机理。采用水热/微波水热成功制备了具有可见光催化活性的Bi2O3-BiOBr、Bi2O3-BiOBr/graphene、graphene/BiOBr、Ag/Bi2WO6和Ni0.5Zn0.5Fe2O4-graphene等新型异质结可见光催化剂,并研究了其在可见光区域的光催化效果的提升原因及机理。通过对已知的光催化材料进行改性研究,我们能够得到可见光吸收更好,光生电子空穴分离速率更高的高效可见光催化材料。系统考察新型功能化催化剂的光催化性能,详细表征催化剂的组成、结构、光吸收特性和降解过程中活性物种。本研究对开发新型可见光光催化剂、促进光催化技术环境领域的实际应用具有一定的理论和实际意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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