BiPO4/CdS复合催化剂的制备及其光催化性能的研究任务书
2020-06-08 21:14:36
1. 毕业设计（论文）的内容和要求
bipo4是磷酸盐中研究较多的一类，bipo4为白色单斜晶体或粉末。相对密度 6.323 g/cm3，不溶于水、醇，微溶于稀盐酸和稀硝酸，溶于浓盐酸和浓硝酸。加热时不熔融。沸水中不会水解。bipo4具有六方相结构(hexagonal bipo4，hbip，space group: p3121)、单斜相独居石结构（monazite monoclinic bipo4，nmbip, space group: p21/n）和高温单斜相结构（monoclinic bipo4，mmbip, space group: p21/m）三种晶体结构，其中单斜相独居石结构具有较高的催化活性，由于nmbip有扭曲的po4四面体和较大的偶极矩。三种晶型中，bi3 与o形成八配位结构，p5 与o为四配位，bi与p原子构成氧多面体形成链状结构，bi和p原子构成氧多面体间隔排列，其比例为1:1，在一定温度下，三种晶型间可以相互转化，但是并不会破坏晶体结构，仅仅是bi和p构成氧多面体的排列的方向不同。采用水热法调控合成不同晶体结构的bipo4。据文献报道，不同晶体结构对污染物的光催化活性：单斜相独居石结构gt;高温单斜相结构gt;六方相结构。水热法是一种合成可控尺寸，规则形貌的半导体纳米或亚微米级单晶的典型的液相化学法。此方法往往通过反应物浓度，表面活性剂种类及用量，升温速率，保温温度等因素的调控实现产物尺寸及形貌的控制。但是目前仍然要靠经验来调节水热条件合成规则形貌bipo4单晶，而没有一种在保持晶相的前提下，简单有效的形貌控制合成bipo4纳米晶。但是bipo4也存在比较明显的缺点，就是只能在紫外光下响应，所以我们通过半导体材料cds对其进行复合敏化修饰，拓宽其响应范围并提供催化活性。
该毕业论文内容是水热法制备新型非金属含氧酸盐催化剂bipo4，并通过cds附着改变bipo4的光响应范围，同时提高其电子空穴分离效率。并且采用一系列的表征手段对合成的样品进行物理化学性能的分析。同时，对有机物、醇类、芳香烃等污染物的降解研究其光催化性能。
为了顺利完成毕业论文并力求得到锻炼，对该生提出的具体要求如下：
2. 参考文献
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[1] Pan C, Zhu Y. New Type of BiPO4 Oxy-Acid Salt Photocatalyst with High Photocatalytic Activity on Degradation of Dye[J]. Environmental Science amp; Technology. 2010, 44(14): 5570-5574. [2] Zhu Y, Liu Y, Lv Y, et al. Enhancement of photocatalytic activity for BiPO4 via phase junction[J]. Journal of Materials Chemistry A. 2014, 2(32): 13041. [3] Huang C W, Wu M Y, Lin Y W. Solvothermal synthesis of Ag hybrid BiPO4 heterostructures with enhanced photodegradation activity and stability[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2016. [4] Zhu Y, Ling Q, Liu Y, et al. Photocatalytic performance of BiPO4 nanorods adjusted via defects[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2016, 187: 204-211. [5] Obreg#243;n S, Zhang Y, Col#243;n G. Cascade charge separation mechanism by ternary heterostructured BiPO4/TiO2/gC3N4 photocatalyst[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2016, 184: 96-103. [6] Chen Y, Huang W, He D, et al. Construction of heterostructured g-C3N4/Ag/TiO2 microspheres with enhanced photocatalysis performance under visible-light irradiation[J]. ACS applied materials amp; interfaces, 2014, 6(16): 14405-14414. [7] Baker D R, Kamat P V. Photosensitization of TiO2 nanostructures with CdS quantum dots: particulate versus tubular support architectures[J]. Advanced Functional Materials, 2009, 19(5): 805-811. [8] Chen D, Kuang Z, Zhu Q, et al. Synthesis and characterization of CdS/BiPO4 heterojunction photocatalyst[J]. Materials Research Bulletin, 2015, 66: 262-267. [9] Huo P, Tang Y, Zhou M, et al. Fabrication of ZnWO4-CdS heterostructure photocatalysts for visible light induced degradation of ciprofloxacin antibiotics[J]. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2016, 37: 340-346. |
3. 毕业设计（论文）进程安排
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起讫日期 |
设计（论文）各阶段工作内容 |
备 注 |
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2014-12-12～2015-01-13 |
查阅文献，制定实验方案，完成开题报告 |
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2015-02-13～2015-04-20 |
复合光催化剂BiPO4/CdS纳米晶粉体的制备 |
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2015-04-21～2015-05-31 |
复合光催化剂BiPO4/CdS纳米晶粉体测试表征 |
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2015-06-01～2015-06-07 |
毕业论文的撰写 |
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2015-06-08～2015-06-13 |
完成毕业论文的各项结束工作和毕业答辩 |
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