BiFeO3與TiO2復合材料的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、由于反應條件溫和、成本低、環(huán)境友好，光催化技術在環(huán)境污染治理領域應用前景廣闊。TiO2光催化材料因化學穩(wěn)定性、低成本、簡單的可用性、低毒性及優(yōu)異的光活性等優(yōu)點在環(huán)境工程領域已受到極大的關注。但它自身的兩大劣勢(光生載流子易復合及太陽光轉化率較低)限制了其在環(huán)境污染控制領域的應用。本論文利用多鐵性材料BiFeO3對 TiO2納米管與納米花進行改性修飾，并利用鐵電材料微觀的固有電場與異質結的耦合作用實現(xiàn)對光生電荷的高效分離。在本研究中，主要

2、制備了BiFeO3/TiO2納米管陣列復合電極和BiFeO3/TiO2復合納米花，并分別研究了它們降解典型有機污染物亞甲基藍和鄰二氯苯的光催化性能。本論文的主要工作及相應的研究結果如下：
　　(1)結合無機相的陽極氧化法和超聲輔助連續(xù)離子層吸附反應法成功制備了BiFeO3納米顆粒負載的BiFeO3/TiO2-NTAs復合電極。對復合電極進行了晶體結構、形貌及化學元素組成等表征，并且研究了其光學性質及光電性能。結果顯示 BiFeO3

3、納米粒子不僅增加了 TiO2-NTAs對可見光的響應范圍，而且促進了光電子空穴的分離。BiFeO3/TiO2納米管陣列電極在可見光條件下亞甲基藍(Methylene Blue，MB)的光催化降解效率約為 TiO2納米管陣列電極的3.2倍，復合電極在循環(huán)實驗中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。
　　(2)分別利用水熱法與溶膠-凝膠法制備了TiO2納米花和BiFeO3納米顆粒，隨后通過溶液化學處理將BiFeO3與TiO2納米花進行復合，成功制備了B

4、iFeO3/TiO2復合納米花材料。透射電子顯微鏡與掃描電子顯微鏡表征結果顯示 BiFeO3納米顆粒勻稱地分散到了TiO2納米花上并形成異質結構；紫外-可見漫反射光譜、熒光光譜和表面光電子能譜分析結果表明，BiFeO3納米顆粒增加了TiO2納米花的可見光吸收范圍，BiFeO3/TiO2復合納米花光生載流子分離效率明顯提高。
　　(3)以o-DCB作為目標污染物借助原位紅外光譜技術探究了BiFeO3/TiO2復合納米花的光催化降解活