收藏本站
《青岛大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

铁酸铋纳米材料的化学合成、表征及其光电转换与光催化特性

李永平  
【摘要】:BiFeO3在室温是单相多铁材料,BiFeO3和Bi2Fe409近年来受到材料科学与凝聚态物理领域科学家的极大关注。合成纯相的BiFeO3或Bi2Fe4O9相当困难,这阻碍了人们对其本征特性的研究。本论文用化学共沉淀法合成了多种形貌的纯相BiFeO3和BiFeO3纳米晶,研究了它们的微观结构和生长机制、光学性能和能带结构、光电转换与光催化以及Fenton-like (类芬顿)效应。 选用NaOH和NH4OH为沉淀剂,用共沉淀法合成了纯相的BiFeO3和BiFeO3纳米晶,包括BiFeO3和Bi2Fe4纳米颗粒、BiFeO3纳米片、Bi2Fe4O9纳米棒、以及BiFeO3纳米方块。透射电镜观察表明,Bi2Fe4O9纳米棒横向尺寸100-200nm,长约0.2-2μm,纳米棒沿[001]方向生长,其侧面为(110)和(110)。分析认为,沉淀剂中的OH-离子吸附使Bi2Fe4O9(?)内米棒生长遵循取向连接机制。BiFeO3纳米薄片属菱方畸变钙钛矿结构,面内尺寸50-200nm,有较大的比表面积58.3m2g-1。 紫外可见吸收谱结果表明,BiFeO3纳米颗粒和纳米片在可见光区有较好吸收,其带隙分别为1.93eV和1.99eV。Bi2Fe4O9纳米棒的双带隙分别为2.05eV和1.53eV。可见,半导体BiFeO3和BiFe4O9的带隙较窄,能有效吸收太阳光。 研究了BiFeO3和Bi2Fe4O9纳米晶的光电转换性能。结果表明,在模拟日光和可见光的照射下,BiFeO3纳米颗粒的光电流密度分别为39和33μA/cm2。其可见光光电流密度高于已报道的用相同方法测量的BiFeO3纳米晶(~5.2μA/cm2)。首次报道了Bi2Fe4O9纳米晶的光电转换性能。在全光和可见光照射下,Bi2Fe4O9纳米颗粒的光电流密度分别为41和35μA/cm2, Bi2Fe4O9纳米棒的光电流密度分别为47和37μA/cm2。Bi2Fe4O9纳米棒的光电转换效率最高,源于其带隙合适和对可见光具有高活性的(110)和(110)侧面的外露比重大;另外,其小尺寸和规则外形也有利于电子和空穴的传输,减少了电子和空穴的复合几率,从而提高了光电转换效率。可见,BiFeO3和Bi2Fe4O9纳米晶在太阳能电池光电极、光解水制氢等方面有诱人的应用前景。 研究了BiFeO3和BiFe4O9纳米晶的光催化与类Fenton效应,即测量了纳米晶在可见光辐照或(和)H202作用下对罗丹明B(RhB)的催化性能。发现BiFeO3纳米片的催化能力高于其纳米颗粒。BiFeO3或BiFe4O9)+H2O2构成新型类Fenton试剂,能有效降解RhB;在可见光照射和中性条件下,反应6h后,BiFeO3纳米片类Fenton试剂对RhB的降解率最高,达93%。Bi2Fe4O9纳米颗粒和纳米棒在可见光或H202作用下对RhB的降解能力不同。用可见光照射Bi2Fe4O9时,Bi2Fe4O9纳米颗粒构成的类Fenton试剂降解率增强为54%,而纳米棒构成的试剂降解率下降至49%。可见,BiFeO3和Bi2Fe4O9纳米晶在有机物降解等污水处理方面有广阔的应用前景。
【学位授予单位】:青岛大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TB383.1

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 郑淑芳;熊国宣;黄海清;罗刘军;邓敏;;铁氧体制备、形貌与性能的关系研究[J];材料导报;2009年23期
2 张彭义,余刚,蒋展鹏;半导体光催化剂及其改性技术进展[J];环境科学进展;1997年03期
3 王克锋;刘俊明;王雨;;单相多铁性材料——极化和磁性序参量的耦合与调控[J];科学通报;2008年10期
4 于志伟;苗鸿雁;谈国强;;Bi_2Fe_4O_9纳米粉体:水热法制备及表征(英文)[J];无机化学学报;2008年03期
5 张妍;于建强;高行龙;孙红;郭培志;李洪亮;赵修松;;新型可见光光电材料NiNb_2O_6的合成及其光电化学性质[J];无机化学学报;2011年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐玲;刘昌龄;吴世彪;童彬;陈少华;徐立红;;正交法优化电沉积CuInSe_2薄膜条件的研究[J];安徽教育学院学报;2006年03期
2 李文戈,戴洁,卞国庆,王昕;[(ZnS)_(1.5)NH_2(CH_2)_2CH_3]配合物的制备及其光催化活性[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年01期
3 吕建;殷洪亮;;太阳电池及其发展方向[J];中国建设动态.阳光能源;2005年05期
4 殷洪亮;吕建;;浅析太阳电池并网发电技术[J];中国建设动态.阳光能源;2006年01期
5 吕建;殷洪亮;;浅谈风光互补发电系统的应用[J];中国建设动态.阳光能源;2006年03期
6 闫时建,田文怀,其鲁;锂离子电池正极材料钴酸锂近期研制进展[J];兵器材料科学与工程;2005年01期
7 谭小伟;高家诚;邹建;王勇;;不同晶型的纳米TiO_2粉体的低温制备及光催化性能研究[J];兵器材料科学与工程;2007年01期
8 吕宝堂,郑君,邹邦涛,王霞,贾兆滨;弱光非晶硅太阳电池的研制[J];半导体光电;2002年05期
9 王育伟;刘小峰;陈婷婷;姜春萍;王瑞林;;薄膜太阳电池的最新进展[J];半导体光电;2008年02期
10 王琦;王娜娜;于军胜;蒋亚东;;有机薄膜太阳电池的研究进展[J];半导体光电;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑春满;肖静;韦永滔;郭宇杰;谢凯;;Cu_xIn_yGa_zO_n纳米粉体的共沉淀法制备与表征[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
2 王敬;马兴泰;张莉;吴锋;;Y_2O_3对LaMg_(12)型储氢合金电化学性能的影响[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
3 黄群英;郁金南;万发荣;李建刚;吴宜灿;;聚变堆低活化马氏体钢的发展[A];第十二届反应堆数值计算与粒子输运学术会议论文集[C];2008年
4 刘鑫;刘福田;张宁;王冬至;;可见光活性纳米TiO_2光触媒研究进展[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2005学术年会论文专辑[C];2005年
5 李爱菊;陈红雨;;环境友好材料的研究进展[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
6 朱新锋;杨家宽;肖波;王秀萍;;大颗粒纳米晶TiO_2催化剂的制备及光催化性能研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
7 刘守平;田卫国;刘仁龙;刘小军;刘志红;;V_3TiNi_(0.56)Cr_x(x=0.1,0.3)贮氢合金耐碱液腐蚀性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
8 周友苏;张立珊;;真空电弧源镀制TiO_2薄膜研究[A];首届七省区市机械工程学会科技论坛论文集[C];2005年
9 李宁;鲁安怀;秦善;王河锦;李巧荣;刘娟;;孕育光催化活性的天然含钒金红石矿物学特征[A];第二届全国环境矿物学学术研讨会论文集[C];2004年
10 陈羽;;高T_c铜氧化物超导体中氧的作用特征[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王洪芬;涉海抗菌耐蚀性TiO_2复合薄膜的制备及其性能研究[D];中国海洋大学;2010年
2 于晓慧;金属掺杂TiO_2和ZnO的第一性原理研究[D];江苏大学;2010年
3 杭州明;Ti-V-Fe系储氢合金的微观结构及储氢性能研究[D];浙江大学;2010年
4 孙尚梅;过渡金属氧化物的合成与催化性质研究[D];吉林大学;2011年
5 陈红;锂电池电极材料的磁性及电化学性质研究[D];吉林大学;2011年
6 张代生;上转换微纳米晶@TiO_2核/壳结构红外光催化材料的制备和表征[D];吉林大学;2011年
7 胡薇薇;新型单相多铁材料的合成及其磁电性质研究[D];吉林大学;2011年
8 李能;多铁及半导体光催化材料光电磁性质研究[D];华中科技大学;2011年
9 侯莹;多铁性材料外场调控介电性质研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 窦树梅;锂离子电池正极材料Li-Ni-Mn-O体系的制备与改性研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李艳冰;二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
2 秦明;锂离子电池正极材料磷酸锰锂合成方法的研究[D];山东科技大学;2010年
3 孙冲;硅藻土负载TiO_2的制备及其染料吸附降解性能的研究[D];浙江理工大学;2010年
4 李叶青;TiO_2的负载及其对染料废水光降解研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 徐乐;树脂炭包覆微晶石墨作锂离子电池负极材料研究[D];长沙理工大学;2010年
6 徐超;氧化锌的制备、改性及其光催化性能的研究[D];中国海洋大学;2010年
7 陈卓;氢能载体甲基环己烷在Ni/γ-Al_2O_3催化剂上的脱氢反应研究[D];湘潭大学;2010年
8 聂正新;锂离子电池正极材料LiMPO_4(M=Mn,Fe)的第一性原理研究[D];江西师范大学;2010年
9 田慧;电极修饰对聚合物光伏电池性能及稳定性的影响[D];天津理工大学;2010年
10 周亭;多孔二氧化钛薄膜的制备及性能研究[D];天津理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胥利先;桑丽霞;马重芳;鹿院卫;王峰;李群伟;戴洪兴;何洪;孙继红;;介孔INVO_4光催化剂的合成及其光催化分解水的性能[J];催化学报;2006年02期
2 沈国柱,徐政,李轶;纳米级M型铁氧体的溶胶-凝胶法制备和形貌控制[J];材料科学与工程学报;2005年05期
3 段红珍;李凤生;李巧玲;;棒状纳米钡铁氧体的制备及镧掺杂对其性能的影响[J];材料科学与工程学报;2007年02期
4 杨正,曾华珗;片状钡铁氧体纳米磁粉的研究及应用[J];磁性材料及器件;1997年03期
5 谭小平,古映莹,梁叔全,桑商斌;掺杂La~(3+)对水热合成MnZn铁氧体纳米晶的结构和磁性能的影响[J];磁性材料及器件;2004年02期
6 王丽;刘锦宏;李发伸;;溶胶-凝胶法与微波燃烧法制备CoFe_2O_4纳米颗粒的比较研究[J];磁性材料及器件;2005年06期
7 刘俊丰;;吸波材料钡铁氧体BaFe_(12)O_(19)的制备[J];广东微量元素科学;2007年11期
8 任平,官建国,王琦,程旭东,陶剑青;热处理温度对M型BaFe_(12)O_(19) 铁氧体空心微球结构和静磁特性的影响[J];硅酸盐学报;2005年01期
9 孟祥东;刘梅;陈敬艳;华杰;李海波;宗占国;;溶胶-凝胶自燃烧法制备纳米CoY_xFe_(2-x)O_4铁氧体的特性[J];硅酸盐学报;2007年05期
10 ;HYDROTHERMAL SYNTHESIS OF NANO-METER MICROPOROUS ZINC FERRITE[J];China Particuology Science and Technology of Particles;2004年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨艳;曾志刚;杨鹏辉;张春;胡志宇;;循环伏安法沉积Bi-Te合金及其光学性能的研究[J];现代化工;2011年06期
2 曾庆光;乐天;蔡进军;丁泽军;刘剑;盛业青;王忆;;微观结构对Eu:Ti纳米材料光学性能的影响[J];人工晶体学报;2009年06期
3 张全飞;王念;戴英;陈文;;钒酸镧纳米棒的水热合成、表征及光学性能[J];陶瓷学报;2007年03期
4 陈云霞;何鑫;刘超;谢毅;;一维纳米结构TiO_2制备方法研究进展[J];中国陶瓷;2007年02期
5 李国强,何晓云,钟惠妹,张燕琼,陈日耀,郑曦,陈震;有机溶剂热生长技术制备Zn(en)_2S、ZnS纳米棒及其光学性能的研究[J];人工晶体学报;2005年04期
6 刘金库;吴庆生;杨小红;卢怡;全乃佳;;铬酸银纳米棒组装体的简易合成及其光学性能[J];功能材料;2007年04期
7 郭福强;张保花;陈惠敏;;溶剂热合成CdS纳米棒及光学性能研究[J];人工晶体学报;2009年04期
8 李明辉;曲长红;李伊荇;付乌有;杨海滨;;水热法制备板钛矿型TiO_2纳米颗粒及其表征[J];现代仪器;2008年05期
9 宋旭春;郑遗凡;王芸;曹广胜;殷好勇;;Na_3PO_4辅助水热合成WO_3纳米棒[J];无机材料学报;2006年06期
10 宋雪霞;李耀刚;石国英;王宏志;;微反应器中LaPO_4:Eu~(3+)纳米棒的制备及表征[J];化工新型材料;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姚望;陈光华;邢光建;宋雪梅;闫红;;水热法制备硫化镉(CdS)纳米颗粒和纳米棒[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
2 李翀;李玉洁;赵一兵;;适配子修饰的二氧化硅/金纳米棒复合纳米颗粒的LSPR传感[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
3 滕飞;陈敏东;李贵清;;中孔CO_3O_4纳米棒催化发光传感器快速监测环境VOCs[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
4 密丛丛;田振煌;徐淑坤;;LaF_3:Ce,Tb发光纳米颗粒的微波辅助加热合成[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年
5 周炽炜;蔡克峰;;化学气相沉积制备硅纳米棒阵列[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
6 谢艳;张文君;徐珍;曾宪伟;明立群;熊德华;陈炜;;具方向键接性的二氧化钛纳米棒制备及其高效染料敏化太阳能电池应用[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
7 刘祖琴;唐东升;邹小平;李玉宝;周维亚;王刚;解思深;;化学气相沉积法无催化制备定向生长硅纳米棒[A];第一届全国纳米技术与应用学术会议论文集[C];2000年
8 马淑芳;梁建;孙彩云;许并社;;TiO_2纳米棒的制备与结构表征[A];第三届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2003年
9 管洪涛;王毓德;朱静;陈刚;;α-MnO_2纳米棒的制备及其电磁性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
10 刘晶冰;汪浩;严辉;;羟基磷灰石纳米棒的微波快速合成[A];2004年中国纳米技术应用研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 钱伯章;纳米颗粒可从海藻中“吸”油[N];中国化工报;2009年
2 本报首席记者 任荃;纳米颗粒是不是夺命凶手?[N];文汇报;2009年
3 周凯莉;纳米颗粒是无名杀手?[N];中国安全生产报;2009年
4 记者 白毅;肿瘤纳米药物研究取得重要进展[N];中国医药报;2010年
5 记者魏公铭;氧化锌纳米颗粒杀菌分子机理取得新进展[N];中国食品报;2011年
6 陈勇;能探测肿瘤的纳米颗粒[N];经济参考报;2005年
7 记者栾海;俄研制出纳米颗粒炸药[N];人民日报;2002年
8 新华社记者 颜亮 丁逸旻;科学家利用纳米颗粒追踪艾滋病毒[N];新华每日电讯;2004年
9 毛黎;美利用新技术获得树枝状晶体纳米棒[N];科技日报;2008年
10 南佳;效率需要机会的催化[N];中国经营报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李永平;铁酸铋纳米材料的化学合成、表征及其光电转换与光催化特性[D];青岛大学;2012年
2 程冰;光子晶体用纳米颗粒的制备改性自组装及其光学性能[D];陕西科技大学;2008年
3 杨平;常压等离子体聚合共轭聚合物荧光纳米颗粒的研究[D];东华大学;2010年
4 李岳彬;硫化物半导体发光纳米晶和稀土荧光纳米颗粒的制备、表征及应用研究[D];华中科技大学;2011年
5 吴爱兵;碳包覆磁性纳米颗粒的合成、结构及磁性能研究[D];吉林大学;2011年
6 谢春娟;复合荧光二氧化硅纳米颗粒的制备及其在生物分析和光催化降解中的应用[D];上海大学;2010年
7 任翠领;新型光学—磁性纳米生物材料的液相合成、表征及性质研究[D];兰州大学;2010年
8 陶可;Fe_3O_4纳米颗粒的制备、修饰与细胞转染研究[D];上海交通大学;2008年
9 李芳;尺寸形貌可控磁性纳米粒子的制备及表征[D];兰州理工大学;2011年
10 程昌明;面向磁共振成像应用的Fe_3O_4纳米颗粒/团簇的可控制备[D];上海交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 解君华;稀土离子掺杂NaYF_4纳米颗粒及微晶玻璃的光学性能的研究[D];浙江大学;2011年
2 王辉;纳米颗粒在振动流化床中的聚团流态化研究[D];中南大学;2010年
3 王国军;金纳米颗粒大小和覆盖率对GOD结构和生物活性影响研究[D];华东师范大学;2011年
4 刘玲玲;二氧化钒纳米颗粒薄膜的金属—半导体相变[D];南京大学;2011年
5 章锋;磁场协助作用下非磁性纳米颗粒的流态化[D];中南大学;2010年
6 海罗;基于二氧化硅纳米颗粒的抗肿瘤药物载体研究[D];湖南大学;2010年
7 周自成;锰基氧化物的控制合成及其电化学和催化性能研究[D];河北师范大学;2011年
8 陈丽丽;新型光学纳米颗粒在光学生物成像和太阳能电池中的应用[D];浙江大学;2010年
9 吴敏;Ag/N共改性TiO_2中空纳米棒阵列的制备及光催化性能[D];中国科学技术大学;2010年
10 王文芳;贵金属纳米颗粒的制备、机理及其催化性能研究[D];温州大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026