《 FeOOH-光控氧空位BiOBr的制備及其光催化析氧性能研究》范文

《FeOOH-光控氧空位BiOBr的制備及其光催化析氧性能研究》篇一FeOOH-光控氧空位BiOBr的制備及其光催化析氧性能研究一、引言隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，光催化技術(shù)因其具有清潔、高效、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)，在能源轉(zhuǎn)化和環(huán)境污染治理等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。其中，光催化析氧技術(shù)作為光催化領(lǐng)域的重要研究方向之一，具有重大的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。近年來(lái)，BiOBr作為一種新型的光催化劑，因其具有較高的可見(jiàn)光響應(yīng)和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，受到了廣大研究者的關(guān)注。然而，單一的BiOBr催化劑仍存在一些性能上的不足，如對(duì)光能的利用率、析氧效率等有待進(jìn)一步提高。針對(duì)這一問(wèn)題，本研究采用制備FeOOH/光控氧空位BiOBr復(fù)合材料的方法，以提高其光催化析氧性能。二、材料制備1.原料準(zhǔn)備本實(shí)驗(yàn)所需原料包括Bi(NO3)3·5H2O、KBr、Fe(NO3)3·9H2O等。所有試劑均為分析純，使用前未經(jīng)進(jìn)一步處理。2.制備方法首先，將Bi(NO3)3·5H2O和KBr按照一定比例溶解在去離子水中，攪拌至完全溶解。然后加入Fe(NO3)3·9H2O，繼續(xù)攪拌至形成均勻的溶液。接著，將溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在一定的溫度和壓力下進(jìn)行水熱反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物進(jìn)行離心、洗滌、干燥等處理，得到前驅(qū)體。最后，通過(guò)高溫煅燒處理，得到FeOOH/光控氧空位BiOBr復(fù)合材料。三、性能研究1.結(jié)構(gòu)表征采用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）等手段對(duì)制備的FeOOH/光控氧空位BiOBr復(fù)合材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明，該復(fù)合材料具有較高的結(jié)晶度和良好的形貌。2.光催化析氧性能測(cè)試以氧氣為探針?lè)磻?yīng)，在紫外-可見(jiàn)光照射下，對(duì)FeOOH/光控氧空位BiOBr復(fù)合材料的光催化析氧性能進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)對(duì)比不同條件下（如不同催化劑用量、不同光源等）的析氧速率，評(píng)估該復(fù)合材料的光催化性能。同時(shí)，通過(guò)循環(huán)實(shí)驗(yàn)考察該復(fù)合材料的穩(wěn)定性。3.結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，F(xiàn)eOOH/光控氧空位BiOBr復(fù)合材料具有優(yōu)異的光催化析氧性能。在紫外-可見(jiàn)光照射下，該復(fù)合材料的析氧速率明顯高于單一的BiOBr催化劑。此外，該復(fù)合材料還具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性。這主要?dú)w因于FeOOH的引入以及光控氧空位的形成，有效提高了催化劑對(duì)光能的利用率和析氧效率。四、結(jié)論本研究成功制備了FeOOH/光控氧空位BiOBr復(fù)合材料，并對(duì)其光催化析氧性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，該復(fù)合材料具有優(yōu)異的光催化性能和良好的化學(xué)穩(wěn)定性、循環(huán)穩(wěn)定性。通過(guò)分析認(rèn)為，F(xiàn)eOOH的引入和光控氧空位的形成是提高催化劑性能的關(guān)鍵因素。因此，本研究為光催化析氧技術(shù)提供了新的思路和方法，有望為解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題提供有益的參考。五、展望盡管FeOOH/光控氧空位BiOBr復(fù)合材料在光催化析氧領(lǐng)域取得了顯著的成果，但仍有許多問(wèn)題需要進(jìn)一步研究和探索。例如，如何進(jìn)一步優(yōu)化催化劑的制備工藝，提高其產(chǎn)氧速率和選擇性；如何將該催化劑應(yīng)用于其他領(lǐng)域等。相