1、青 岛 科 技 大 学 本 科 毕 业 设计（论文）Bi2MoO6/石墨烯复合材料的制备及性能研究题 目 _李斌指导教师_李鸿帅辅导教师_学生姓名_1404030114学生学号_141材料科学与工程无机非金属材料工程_学院 _专业_班3152023_年 _月 _日Bi2MoO6/石墨烯复合材料的制备及性能研究摘 要本论文以硝酸铋、钼酸钠、石墨烯为原料，利用水热法制备了用于光催化作用的Bi2MoO6/石墨烯复合材料。实验中讨论了不同实验条件下对于所得粉体的催化效果、颗粒形貌、粒径等各种特征的影响，不同实验条件有：外表活性剂种类、掺杂量、反响时间、反响温度、溶剂。制备完成后，通过紫外吸收光谱测试其
2、光催化性能，再通过SEM对产物进行表征。通过对局部样品的SEM表征中发现，Bi2MoO6附着在片层石墨烯上的时候，会发生明显的团聚现象。通过对降解后的染料进行紫外吸收光谱测试发现，适当改变制备样品时的溶剂和添加适宜的外表活性剂，可以有效的提高样品的降解率。通过对样品进行的紫外吸收光谱测试发现，在绝大局部情况下，样品的禁带宽度越小，相应的降解率会越高，吸收的波长范围也会越大。关键词：钼酸铋；石墨烯；水热法；光催化；复合材料；紫外吸收光谱；禁带宽度PREPARATION AND PHOTOCATALYTIC PERFORMANCE OF Bi2MoO6-GRAPHENE COMPOSITESABS
3、TRACTIn this dissertation, Bi2MoO6/graphene composites for photocatalysis were prepared by hydrothermal method using barium nitrate, sodium molybdate and graphene as raw materials. The effects of various characteristics on the catalytic performance, particle morphology, and particle size of the obta
4、ined powder under different experimental conditions were discussed. The experimental conditions were: surfactant type, doping amount, reaction time, reaction temperature, solvent . After the preparation, the photocatalytic properties were measured by ultraviolet absorption spectroscopy, and the prod
5、uct was characterized by SEM.Through the SEM characterization of some samples, it was found that when Bi2MoO6 is attached to the lamellar graphene, obvious agglomeration occurs. Through the UV absorption spectrum test of the degraded dyestuffs, it is found that the appropriate modification of the so
6、lvent and the addition of a suitable surfactant during the preparation of the sample can effectively increase the degradation rate of the sample. Through the UV absorption spectrum test of the sample, it was found that in most cases, the smaller the forbidden band width of the sample, the higher the
7、 corresponding degradation rate and the larger the wavelength range of absorption.KEY WORDS: Barium molybdate；Graphene；Hydrothermal method；Photocatalysis; Composites；Ultraviolet absorption spectrum；Band gapcomposite materials 目 录Bi2MoO6/石墨烯复合材料的制备及性能研究I摘 要I前言11绪论221.2钼酸铋简介2233441.4.1高温固相法41.4.2 超声合成
8、法41.4.3 微乳液法5水热法6777882实验材料与实验方法99910102MoO6/石墨烯复合材料的制备过程1011111212163结论（总结）24参考文献25附录26致谢27前言半导体光催化技术具有完全降解有机污染物，完全没有二次污染，操作简单方便等优点，在环境治理方面具有广阔的应用前景。在一些半导体的材料当中，二氧化钛的带隙宽度大小为，只会在紫外光的范围内响应，而且其具有比较低的日光利用率，并且其在水处理的领域当中的应用是有范围的。与二氧化钛相比，纯相钼酸铋是一种新型可见光半导体催化剂，禁带宽度小，性能优越，对可见光有一定的吸收响应，化学性质稳定，耐酸、耐碱性强，毒性很低。但是目前
9、世界上制备的纯相钼酸盐具有一些明显的缺点，例如电子和空穴寿命短，复合容易，比外表积相对较差，吸附性差等，因此非常需要改进程度大大提高其光催化性能、空间。氧化石墨烯含有丰富的羟基，羰基，环氧等官能团，有利于在有机溶剂中的分散，使用简单热处理即可转化为石墨烯。这几年里，把石墨烯复合到光催化剂里面以提高材料的光催化性能早就成了热点。目前阶段，大体上有三种方法可以用于纳米材料的合成，分别是：（1）使用共沉淀的方法（2）水加热的方法（3）反响法。在这几种常用的方法当中，第二种方法，即水热法在实际操作过程中具有简单有效的特点，同时生成的纯度高，结构稳定。例如，Yan等人利用乙二醇/乙醇溶剂热法，制备了一种
10、由纳米芯片自组装组成的花状Bi2MoO6微球，纳米薄膜的厚度为30 40nm。有人研究了一种新型的纳米材料。在可见光照射的120分钟内，rhodamine B的降解率最高为96%，这说明薄层厚度可以使孔和电子更容易地出现在外表。采用水热法参加多乙烯基吡咯烷酮模板，通过对Bi2MoO6平板结构组成的多种花型结构，合成了在180下反响12小时。然而,约40纳米的合成薄板厚度30,这些层状结构Bi2MoO6样品光催化性能各不相同,所以有必要进一步分析Bi2MoO6纳米粉体合成过程中,形态结构对其光催化性能,以提高其应用价值。在21世纪，全球的各个经济体都在迅猛的开展，因此在开展经济的同时，很可能对我
11、们的环境造成污染，能源造成浪费。所以保护环境对于我们的可持续性开展变得十分有意义。比方，人们、动物长期使用抗生素的，而导致身体的损伤，也会造成环境的破坏。新型光催化剂的形成和使用可降解四环素和其他杂质。将置于的环境中，然后使受到辐射的作用1，因为1972年以后，和日本学者藤岛杭德的寿命，半导体光催化剂将是热点。实质上，光子能量在给定波长的光催化剂光单元中，光催化剂内部的空穴电子对强烈的氧化复原活性引起一系列反响 - 电子和空穴的别离。UV照射（3.0-3.2eV）下氧化钛的大的带隙被保持，因为它是一个光催化反响，紫外光的约4至根本上光的整体使用限于仅阳光戴尔能量。其目的在于将太阳能的利用率到达
12、最大，增加太阳能的转化其他能源的效率，因此，使得稀土离子、半导体等物质的制备难度增加。属使用的TiO 2，其敏化有机染料产生的分子的复共轭，氧化钛半导体变形例中，分子筛例如，在这种情况下，研究新的光催化材料变得十分重要。一种经过光照条件下生成的材料，具有半导体的特性，同时其外层电子的排列结构也非常特殊，碧的轨道之间有一种特殊的材料。这种独特的结构在可见光范围内提供更锐利的吸收边缘并且在可见光下具有更好的催化性能。阴离子和阳离子之间的抗粘附作用对于孔的形成和流动更有效并且促进光催化反响。由镧系元素组成，它本质上包括两个种原始氧（硫）经别离的化合物，多价氧化物的能在这样的卤氧化物，例如划分的Bi2
13、O3，的Bi2S3，Bi2Ti2O7，Bi2WO6，的BiOCl等几种含有Bi的化合物，分别为报告等在的BiOCl生物膜，其他带隙半导体，可见光的吸收较好，低级3.0EV可以用作在可见光范围内的光催化剂，特别的Bi2S33较少带隙，它可以是更广泛的范围吸收很远的可见光。光催化性能不仅随着带隙能量的减少而增加，而且与结构有着密切的关系，因此许多研究报道了各种光致发光催化剂。钼酸盐主要可以分成以下几种类型：，以及，按照作为，其中的值可取。在每个沫离子的晶体结构可以形成一个四面体与四个氧原子配位和分子中含有三个不同的四面体的MoO 4-Bi系2的MoO6是层结构的Bi具有嵌入八面体的MoO6的分层2
14、O22+。钼酸铋的制备主要通过溶胶 - 凝胶法，共沉淀法，高温固相反响法，浸涂法，流动法，水热法。红花Lee等人25采矿水热法，NBI / NMO和pH调节比例，高的光催化活性，这在-Bi2Mo3O12的-Bi2MoO6纳米层的合成已确定。这是因为ggr; -Bi2MoO6由角度分布的八氧化钼MoO 6组成，其活性可以更好地反映出来。 Song等人26辅助外表活性剂CTBA，在水热合成，-Bi2MoO6_nichikowa八面体-Bi2MoO6八面体层，可显示出更好的光催化活性，假设丹明B的降解率到达95.7。是由于光电子数量不高会导致空穴复合率出现。现阶段，有学者经过长时间的研发，终于找到了一种比较前沿的方法用于的合成及制备。1绪论目前的研究，纳米材料的研究已经提升了一大截。而且在光催化的实际应用上，也有了非常大的进步。在光的照射下，TiO2的传导带产生高能电子，价带产生带正电荷的孔，这就使得废水中污染物发生了一整套的化学反响，被降解。这种罕见的特点在这几十年里挑起了研究者们极大的关注。然而，由于TiO2光催化剂具有较宽的带隙，它只能通过具有较短波长的紫外光激发，而光子量子效率由于光激发产生的电子和空穴的重新组合而降低。目前，想要处理这个缺陷的研究主要表达在2个方向：(1)TiO2的性能改造，利益提高它的光催化性能；(2)研究出其他的
