基于新穎前驅(qū)體水熱構(gòu)筑鉍系復(fù)合氧化物及其光催化性能研究的中期報(bào)告

基于新穎前驅(qū)體水熱構(gòu)筑鉍系復(fù)合氧化物及其光催化性能研究的中期報(bào)告摘要：本研究采用一種新穎前驅(qū)體合成方法，在水熱條件下構(gòu)筑了鉍系復(fù)合氧化物材料，并研究了其光催化降解亞甲基藍(lán)的性能。結(jié)果表明，合成的復(fù)合氧化物由納米晶體組成，晶粒尺寸分布均勻，平均尺寸約為25nm。材料表面存在豐富的羥基官能團(tuán)，表現(xiàn)出良好的光催化性能，降解率達(dá)到98%。關(guān)鍵詞：鉍系復(fù)合氧化物；水熱法合成；光催化性能；亞甲基藍(lán)1.研究背景和意義光催化技術(shù)在環(huán)境污染治理中具有廣泛的應(yīng)用，但其實(shí)際應(yīng)用受到材料的制備方式和性能的制約。因此，研究高效的光催化材料，探索適合大規(guī)模制備的新型合成方法，對(duì)于促進(jìn)光催化技術(shù)的應(yīng)用具有重要的意義。鉍系復(fù)合氧化物由于其優(yōu)異的光催化性能，近年來成為了研究熱點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)的合成方法往往需要高溫、高氣壓等條件，難以大規(guī)模制備，并且合成產(chǎn)物晶粒大小難以控制。因此，采用水熱法合成鉍系復(fù)合氧化物，得到了廣泛的關(guān)注。本研究旨在采用一種新穎的前驅(qū)體合成方法，在水熱條件下構(gòu)筑鉍系復(fù)合氧化物，并研究其光催化性能，為環(huán)境污染治理提供新型光催化材料。2.實(shí)驗(yàn)方法2.1合成前驅(qū)體以硝酸鉍為前體，與某種表面活性劑反應(yīng)，制備出新穎前驅(qū)體。通過FTIR、XRD、TG等測(cè)試，確定前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)。2.2水熱法合成鉍系復(fù)合氧化物將前驅(qū)體經(jīng)過水熱反應(yīng)，合成出鉍系復(fù)合氧化物。對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行XRD、SEM、TEM等測(cè)試，并測(cè)量其光催化性能。2.3光催化性能測(cè)試將制備的鉍系復(fù)合氧化物作為光催化劑，加入亞甲基藍(lán)溶液，通過紫外光燈的照射，記錄亞甲基藍(lán)的降解情況。測(cè)試結(jié)束后，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行UV-Vis等測(cè)試，分析其降解機(jī)理和性質(zhì)。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.1前驅(qū)體合成和性質(zhì)表征經(jīng)過表面活性劑包覆后，硝酸鉍形成了新穎的前驅(qū)體。FTIR測(cè)試表明，前驅(qū)體表面含有大量羥基官能團(tuán)。XRD測(cè)試結(jié)果表明，前驅(qū)體晶體結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化，三維立方對(duì)稱性得到保持。TG測(cè)試結(jié)果則表明，前驅(qū)體具有良好的熱穩(wěn)定性。3.2合成鉍系復(fù)合氧化物通過水熱法，在200℃下合成出鉍系復(fù)合氧化物。XRD測(cè)試結(jié)果表明，合成的產(chǎn)物為多相結(jié)構(gòu)，其中包括Bi2O3、Bi12O17Cl2等復(fù)合氧化物。SEM和TEM測(cè)試結(jié)果顯示，產(chǎn)物由納米晶體組成，晶粒尺寸分布均勻，平均尺寸約為25nm。3.3光催化性能測(cè)試將合成的鉍系復(fù)合氧化物作為光催化劑，加入亞甲基藍(lán)溶液，通過紫外光燈的照射，記錄亞甲基藍(lán)的降解情況。測(cè)試結(jié)果表明，鉍系復(fù)合氧化物的光催化降解率達(dá)到98%，性能穩(wěn)定而高效。4.結(jié)論和展望本研究采用一種新穎的前驅(qū)體合成方法，在水熱條件下構(gòu)筑了鉍系復(fù)合氧化物。產(chǎn)物晶粒尺寸均勻，表面含有豐