摘要
近年来，在资源与能源日渐匮乏的同时，人类赖以生存的环境也在不断恶化。为改变这一现状，各界人士纷纷提出合理有效的策略。自发现在光照条件下以二氧化钛为电极可分解水产氢以来，科学家对光催化技术的关注度也逐年提高。光催化技术能够更好的利用太阳能，因而这一技术成为人类解决当前问题的有效途径。半导体光催化材料大致包含以下几类：(1)BiOCl、Bi2MoO6以及Bi2WO6等铋系光催化材料；(2)NaTaO3、La2Ti2O7以及LaFeO3等钙钛矿型光催化材料；(3)Ag3PO4、AgSeO4以及AgBr等银系光催化材料；(4)WO3、TiO2以及ZnO等金属氧化物光催化材料；(5)CdS、WS2以及MoS2等金属氧化物光催化材料。 本论文主要阐述了半导体光催化原理，光催化技术的应用，光催化性能的影响及增强策略等方面的内容。并围绕提高氯氧化铋的光催化性能对其展开三方面的探索与研究。具体工作如下： (1)以五水硝酸铋和氯化钾为原料，加入过硫酸钠制备了主要暴露面为(010)的BiOCl。通过降解罗丹明B溶液来表征其光催化性能。结果表明加入过硫酸钠后所制备的BiOCl比未加入过硫酸钠制备所得的BiOCl光催化性能好。经过三次循环试验，样品依旧表现出良好的催化性能。 (2)在传统制备BiOCl光催剂的前驱体中加入不同量的Cr(NO3)3·9H2O，用一步水热法成功制备了一系列金属Cr掺杂BiOCl光催化剂。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对合成的样品进行表征。以罗丹明B溶液为降解体系来表征光催化性能的强弱。实验结果表明，掺杂Cr金属BiOCl的催化性能均强于未掺杂金属Cr的样品。其中BOC-Cr20的光催化性能最好。 (3)以五水硝酸铋为铋源、氯化亚锡为锡源、氯化钾为氯源、水为溶剂，采用一步水热法合成BiOCl/Sn3O4复合光催化剂，成功构建BiOCl/Sn3O4异质结。在可见光下用甲基橙溶液作待降解物，表征该复合物的光催化性能。实验结果表明，BiOCl/Sn3O4异质结光催化剂的降解效率相比于单独的BiOCl和Sn3O4更为优异。因为BiOCl/Sn3O4之间构建的异质结可以更有效地促进光生电子与空穴的分离，从而有效增强了复合物的光催化活性。在三次循环使用光催化剂后，BiOCl/Sn3O4的光催化效率并未明显降低。
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