氟化铋基复合材料的制备及其光催化性能的研究摘要目前全球能源危机和环境污染的严重性，已成为一个直接威胁人类生存，亟需解决的重要问题。光催化技术是从二十世纪 70 年代逐步发展起来的在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。它的发展和应用为解决环境污染和能源短缺问题提供了新的思路，成为国内外研究的热点。二氧化钛是一种常见的半导体光催化材料。此外，铋系半导体光催化剂也被发现具有良好的光催化活性，能够有效地降解污染物，具有可观的发展前景。本文以氟化铋这一新近发现的材料作为主要研究对象，通过微波加热、溶剂热法制备了氟化铋基复合材料。大部分铋系半导体光催化剂能被可见光激发，具有可见光催化活性。氟化铋虽然也是铋系半导体光催化材料的一种，但是表现为紫外光光催化性能，且其存在光生电子-空穴容易再结合的问题，极大的限制了氟化铋的大规模应用。因此，必须采取一定的措施来提高其光生电子迁移效率，以有效的限制电子-空穴对再结合，使其对可见光也产生响应，提高对太阳光的利用率，从而提高光催化活性。利用半导体复合形成异质结结构是有效改善光生电子-空穴对分离的手段之一。本文利用 p 型半导体碘氧化铋和 n 型半导体氟化铋复合得到了碘氧化铋/氟化铋异质结结构，并在这一结构基础上进行更深入的研究，对半导体材料进行改性，增加材料氧空位。通过 X 射线衍射、光电、紫外-可见光漫反射、扫描电镜、透射电镜及荧光等手段对材料结构及形貌进行表征和分析。具体研究内容如下：（1）铋源由五水合硝酸铋提供，碘源由碘化钾提供，氟源由氟化钠提供，冰醋酸作为溶剂。通过微波辅助合成方法快速合成碘氧化铋/氟化铋复合光催化剂。然后通过一系列的表征手段探讨了其可能的光催化反应机理。结果显示：在模拟太阳光照射下，碘氧化铋/氟化铋复合材料比纯氟化铋的光催化降解活性更高，其中 1：3 的复合材料展现出最好的光催化活性。（2）以甲醇和乙二醇作为主要溶剂，利用微波辅助方法合成一系列含氧空位的碘氧化铋/氟化铋复合材料。然后进行了光催化降解盐酸四环素的性能测试。结果显示：在模拟太阳光照射下，含氧空位的碘氧化铋/氟化铋复合材料相比不含氧空位的复合材料具有更理想的光催化活性，其中 1：3 的样品比例时展示最高的光催化活性。关键词：半导体；纳米复合材料；光催化；微波辅助AbstractAt present, the severity of the global energy crisis and environmental pollution has...
