基本信息
- 项目名称：
- 复合粉体的制备及其光催化性能研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 用Ti(OH)4和Bi(OH)3以水热法合成了TiO2和 Bi2O3复合材料，并对Ti：Bi的最佳摩尔比和水热合成的最佳条件进行了研究。以罗丹明B模拟污水中的废弃物，用合成的复合粉体对其进行光催化降解，以此衡量复合粉体的光催化性能。同时，对样品进行了一系列表征分析，并结合表征结果分析了光催化性能的影响因素。
- 详细介绍：
- 本文采用水热合成法制备了纳米 Bi2O3/TiO2复合粉体。对样品进行了XRD、TEM、FT-IR、UV-vis表征，以样品在紫外灯下对水中罗丹明B的降解性能为指标，评价了样品的光催化性能。研究结果表明，随着nTi:nBi摩尔比的增加，样品中的BiO1.5和Bi2O3晶体逐步被锐钛矿型TiO2晶体所取代，且样品中存在非晶态物质。较高的水热反应pH值有利于晶体的生成。原料中nTi:nBi为3:2时，样品中纳米粉体颗粒分散最佳，易吸附水，易羟基化，M—O—M（M为Bi或Ti）键、Ti—O和Bi—O键的强度逐渐较强，吸收边波长达410 nm。提高水热反应pH值，样品中晶体的增长速度加快，颗粒团聚现象加重，不易吸附水，不易羟基化，且其中 M—O—M（M为Bi或Ti）键急剧减少。pH值对样品的吸收边波长影响很小，随着pH值升高，其吸收边略有蓝移。随着nTi:nBi摩尔比的增加，样品的光催化性能逐渐增强，nTi:nBi摩尔比为3:2时，光催化性能最优。当 nTi:nBi摩尔比大于4:1时，光催化性能急剧继续下降。pH在8.5-11.0范围内，nTi:nBi摩尔比为1:1的样品的光催化活性随着pH的增加而降低。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 用Ti(OH)4和Bi(OH)3以水热法合成了TiO2和 Bi2O3复合材料，并对Ti：Bi的最佳摩尔比和水热合成的最佳条件进行了研究。以罗丹明B模拟污水中的废弃物，用合成的复合粉体对其进行光催化降解，以此衡量复合粉体的光催化性能。同时，对样品进行了一系列表征分析，并结合表征结果分析了光催化性能的影响因素。
科学性、先进性
- 光催化剂具有使用范围广、处理效果好、反应速度快、反应成本低、反应过程温和易控、且不产生二次污染等优点，利用光能将有机污染物如燃料、含氮有机物、农药等均能分解为CO2、H2O等简单的无机物。因此光催化材料已广泛应用于污水处理、杀菌、降解汽车尾气等环保领域。 本文以Ti(OH)4和Bi(OH)3为原料制备了复合纳米光催化材料，在光催化性能改进和提高方面提出了建议，为光催化技术的进步和发展提供了思路。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 配方转让
作品可展示的形式
- 图片 样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 光催化剂具有使用范围广、处理效果好、反应速度快、反应成本低、反应过程温和易控、且不产生二次污染等优点，利用光能将有机污染物如燃料、含氮有机物、农药等均能分解为CO2、H2O等简单的无机物。因此光催化材料可广泛应用于污水处理、杀菌、降解汽车尾气等环保领域。具有广泛的应用前景和巨大的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 关于光催化材料的研究主要包括氧化物材料、硫化物材料和复合氧化物材料，如ZnO、TiO2、WO3、SnO2、ZrO2、Fe2O3、CdS、ZnS、SrTiO3、 ZnFe2O4以及它们的改性或掺杂材料。光催化材料的制备方法主要有溶胶-凝胶法、气相法、化学沉淀法、微乳液法、水热合成法等。水热合成法是以其制备的粉体具有颗粒小、分布均匀、无团聚、不需高温煅烧的特点而被广泛关注。将宽带半导体TiO2和Bi2O3复合时，光生电子产生于Bi2O3并迁移到 TiO2，一方面所需的激发光频率低，另一方面这种迁移有利于电荷的分离，因此此有利于样品的光催化性能提高。故本文制备了复合的光催化粉体，并对其进行了较完善的表征分析和光催化性能评价，论文水平较高，具有一定的推广应用价值。
