本文關(guān)鍵詞：多金屬氧酸鹽—層狀雙氫氧化物超薄膜的合成與性質(zhì)研究

  更多相關(guān)文章： 層狀雙氫氧化物 多金屬氧酸鹽 剝離 層層組裝 超薄膜 光催化

【摘要】：層狀雙金屬氫氧化物(LDHs),又稱為水滑石,由帶結(jié)構(gòu)正電荷的層板和填充在層間的帶負(fù)電荷的陰離子構(gòu)成。它的結(jié)構(gòu)和性能決定了其在工業(yè)生產(chǎn)中有許多應(yīng)用,近年來(lái),將LDHs用于水中有機(jī)污染物光降解的文獻(xiàn)報(bào)道有很多,但因其對(duì)可見(jiàn)光光響應(yīng)能力差而導(dǎo)致其可見(jiàn)光光催化效果往往不佳。多金屬氧酸鹽(POMs)由于其特有的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)和光電學(xué)性質(zhì)而引起學(xué)術(shù)界廣泛的重視,其在催化、醫(yī)藥、生物和材料科學(xué)等方面的應(yīng)用報(bào)道層出不窮。多金屬氧酸鹽插層水滑石層狀化合物(LDHs-POMs)是一類新型功能性復(fù)合材料。將POMs引入層間,對(duì)層間的多金屬氧酸鹽離子和金屬氫氧化物陽(yáng)離子層板的物理化學(xué)性質(zhì)都會(huì)起到有效的提高作用。目前普遍采用的LDHs插層組裝方法有:離子交換法、焙燒復(fù)原法、一步合成法、溶膠-凝膠法等。但是,體積很大的如Keggin型和Dawson型的POMs,利用傳統(tǒng)的方法很難將其插入LDHs層間。本論文采用近期報(bào)道的剝離-重組法,首先將LDHs剝離為納米片,再與多金屬氧酸鹽離子層層交替組裝,形成了LDHs-POMs雜化材料。本論文以Zn-Cr-NO3-LDH、Zn-Al-NO3-LDH、Zn-Ti-NO3-LDH三種水滑石為前軀體,通過(guò)層層組裝的方法制備了基于剝離的鋅鉻、鋅鋁、鋅鈦雙氫氧化物單層和典型的Dawson型多金屬氧酸鹽陰離子α-P2W18O626-(P2W18)靜電作用的新型超薄膜(UTFs),即Zn-Cr-P2W18 UTFs、Zn-Al-P2W18 UTFs和Zn-Ti-P2W18 UTFs。采用XRD,FT-IR,ICP-AES,UV/DRS,SEM對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,P2W18的結(jié)構(gòu)在超薄膜中未發(fā)生改變,超薄膜的厚度在納米范圍,表面形貌完整有序。以制備的超薄膜為光催化劑測(cè)試了水溶液中偶氮類染料剛果紅(CR)的可見(jiàn)光催化降解活性。光催化結(jié)果表明,合成的3種超薄膜都具有較高的可見(jiàn)光光催化活性,其中,Zn-Ti-P2W18 UTFs的可見(jiàn)光催化活性最高。以Zn-Ti-P2W18 UTFs為例,由剝離的Zn-Ti-LDH單層和P2W18層層組裝形成的超薄膜具有比純Dawson型多金屬氧酸鹽陰離子和純Zn-Ti-NO3-LDH都高得多的光催化活性,主要?dú)w因于多金屬氧酸鹽陰離子和剝離的鋅鈦雙氫氧化物單層的強(qiáng)化學(xué)鍵作用對(duì)其可見(jiàn)光光響應(yīng)能力的提高,由此我們推測(cè)在可見(jiàn)光光催化降解過(guò)程中存在層板和層間的協(xié)同效應(yīng)。此外,我們探討了溶液的pH值、染料濃度、催化劑用量、沉積循環(huán)次數(shù)和層板類型對(duì)光催化性能的影響。
【關(guān)鍵詞】：層狀雙氫氧化物 多金屬氧酸鹽 剝離 層層組裝 超薄膜 光催化
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.2;O643.36
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 水滑石類層狀材料10-14
• 1.1.1 LDHs結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介10-11
• 1.1.2 LDHs的主要性質(zhì)11-12
• 1.1.3 LDHs的制備方法12-13
• 1.1.4 LDHs的應(yīng)用13-14
• 1.2 多金屬氧酸鹽14-17
• 1.2.1 多金屬氧酸鹽的簡(jiǎn)介14-15
• 1.2.2 多金屬氧酸鹽的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)15-17
• 1.2.3 多金屬氧酸鹽光催化降解染料17
• 1.3 多酸插層類水滑石化合物17-20
• 1.3.1 LDHs-POMs的插層組裝方法18-20
• 1.3.1.1 LDH的剝離18-19
• 1.3.1.2 LDH納米片的組裝19-20
• 1.3.2 LDHs-POMs的應(yīng)用20
• 1.4 本文的選題依據(jù)，，目的與內(nèi)容20-21
• 第2章 Dawson型多金屬氧酸鹽-Zn/Cr層狀雙氫氧化物超薄膜的合成21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分21-24
• 2.2.1 原料與設(shè)備21-22
• 2.2.2 Zn-Cr-P_2W_(18) UTFs的制備22-23
• 2.2.2.1 Zn-Cr-LDH的制備22-23
• 2.2.2.2 Zn-Cr-LDH納米單層的制備23
• 2.2.2.3 UTFs的制備23
• 2.2.3 性能測(cè)試23-24
• 2.2.3.1 掃描電鏡(SEM)分析23
• 2.2.3.2 紅外光譜(IR)分析23
• 2.2.3.3 X射線衍射(XRD)分析23
• 2.2.3.4 元素分析23-24
• 2.2.3.5 光學(xué)特性分析24
• 2.3 結(jié)果與討論24-31
• 2.3.1 Zn-Cr-LDH的表征24-26
• 2.3.2 Zn-Cr-P_2W_(18) (UTFs)_n的表征26-31
• 第3章 Dawson型多金屬氧酸鹽-Zn/Al層狀雙氫氧化物超薄膜的合成31-40
• 3.1 引言31
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分31-33
• 3.2.1 原料與設(shè)備31-32
• 3.2.2 Zn-Al-P_2W_(18)超薄膜的制備32-33
• 3.2.2.1 Zn-Al-NO_3~- LDH的制備32
• 3.2.2.2 Zn-Al-LDH納米單層的制備32
• 3.2.2.3 UTFs的制備32-33
• 3.2.3 性能測(cè)試33
• 3.2.3.1 掃描電鏡(SEM)分析33
• 3.2.3.2 紅外光譜(IR)分析33
• 3.2.3.3 X射線衍射(XRD)分析33
• 3.2.3.4 元素分析33
• 3.2.3.5 光學(xué)特性分析33
• 3.3 結(jié)果與討論33-40
• 3.3.1 Zn-Al-LDH的表征33-35
• 3.3.2 Zn-Al-P_2W_(18) (UTFs)_n(n=3，6，9，12)表征35-40
• 第4章 Dawson型多金屬氧酸鹽-Zn/Ti層狀雙氫氧化物超薄膜的合成40-54
• 4.1 引言40-41
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分41-43
• 4.2.1 原料與設(shè)備41-42
• 4.2.2 Zn-Ti-P_2W_(18)超薄膜的制備42-43
• 4.2.2.1 Zn-Ti-NO_3~-LDH的制備42
• 4.2.2.2 Zn-Ti-LDH納米單層的制備42
• 4.2.2.3 UTFs的制備42-43
• 4.2.3 性能測(cè)試43
• 4.2.3.1 掃描電鏡(SEM)分析43
• 4.2.3.2 紅外光譜(IR)分析43
• 4.2.3.3 X射線衍射(XRD)分析43
• 4.2.3.4 元素分析43
• 4.2.3.5 光學(xué)特性分析43
• 4.3 結(jié)果與討論43-54
• 4.3.1 Zn-Ti-LDH的表征43-45
• 4.3.2 Zn-Ti-P_2W_(18) (UTFs)_n (n=3，6，9，12)的表征45-49
• 4.3.3 Zn-Ti-SiW_(11) UTFs的表征49-51
• 4.3.4 Zn-Ti- P_5W_(30) UTFs的表征51-54
• 第5章 Dawson型多金屬氧酸鹽-層狀雙氫氧化物超薄膜的可見(jiàn)光光催化性能54-67
• 5.1 引言54
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分54
• 5.3 結(jié)果與討論54-67
• 第6章 結(jié)論與展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-76
• 發(fā)表論文和科研情況說(shuō)明76-77
• 附錄77-78
• 致謝78-79

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周云山;張麗輝;張立娟;韓瑞雪;李豫豪;;巨輪型多金屬氧酸鹽納米超薄多層膜的制備[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年05期

2 馮珍鴿;蔡慧農(nóng);王力;楊秋明;;含釩多金屬氧酸鹽的抑菌活性[J];應(yīng)用化學(xué);2010年08期

3 萬(wàn)彬;蘇占華;周百斌;;鉬磷多金屬氧酸鹽的結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)[J];化學(xué)工程師;2011年05期

4 蔡元志;史振雨;;多金屬氧酸鹽結(jié)構(gòu)研究的新進(jìn)展[J];興義民族師范學(xué)院學(xué)報(bào);2011年03期

5 許林,王恩波,胡長(zhǎng)文;多金屬氧酸鹽作為構(gòu)筑塊自組裝合成新型功能性分子材料[J];無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2000年02期

6 馬慧媛,周百斌,彭軍,劉益春,彭尉先;多金屬氧酸鹽四硫富瓦烯衍生物荷移鹽超薄導(dǎo)電膜(英文)[J];無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2004年04期

7 吳丹,林深,駱耿耿,徐偉;兩種多金屬氧酸鹽納米粒子的合成與表征[J];福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年04期

8 周文輝,鄧謙,岳明;納米多金屬氧酸鹽的制備方法[J];湘潭師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年01期

9 劉麗萍;黃如丹;張中強(qiáng);魏先印;白延春;朱瑩瑩;;多金屬氧酸鹽的合成化學(xué)研究新進(jìn)展[J];分子科學(xué)學(xué)報(bào);2006年06期

10 秦超;許林;;有機(jī)官能化的多金屬氧酸鹽研究進(jìn)展[J];分子科學(xué)學(xué)報(bào);2008年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馮珍鴿;王力;;含釩多金屬氧酸鹽抑菌活性[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第08分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

2 黃玲;方偉慧;楊國(guó)昱;;一個(gè)鏈狀多金屬氧酸鹽的合成與結(jié)構(gòu)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第08分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

3 黃玲;方偉慧;楊國(guó)昱;;一種新的多金屬氧酸鹽的合成[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第08分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

4 黃玲;楊國(guó)昱;;六核銅取代的夾心型多金屬氧酸鹽的合成與結(jié)構(gòu)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第四屆全國(guó)多酸化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

5 黃玲;楊國(guó)昱;;一例三核鋯取代的多金屬氧酸鹽的合成與結(jié)構(gòu)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第8分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

6 范大偉;郝京誠(chéng);;多金屬氧酸鹽為基礎(chǔ)的磁性無(wú)機(jī)/有機(jī)混合囊泡[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十二屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

7 聶姍姍;薛崗林;;兩個(gè)基于有機(jī)染料和多金屬氧酸鹽的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料的合成、結(jié)構(gòu)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第四屆全國(guó)多酸化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 黃玲;楊國(guó)昱;;單稀土取代的多金屬氧酸鹽的合成與結(jié)構(gòu)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第四屆全國(guó)多酸化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

9 黃玲;楊國(guó)昱;;鏈狀多金屬氧酸鹽的合成與結(jié)構(gòu)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第四屆全國(guó)多酸化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

10 黃玲;楊國(guó)昱;;四取代三明治單元構(gòu)建的二維多金屬氧酸鹽的合成與結(jié)構(gòu)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第四屆全國(guó)多酸化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 任遠(yuǎn)航;擴(kuò)展型多金屬氧酸鹽化合物的設(shè)計(jì)與構(gòu)筑[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 李娜;含N配體修飾的多酸基化合物的合成與性質(zhì)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

3 史宗海;多金屬氧酸鹽—四苯基卟啉體系的設(shè)計(jì)、合成及其非線性光學(xué)性質(zhì)的研究[D];北京化工大學(xué);2015年

4 于巖;金屬/咪唑類配體修飾多金屬氧酸鹽合成及性質(zhì)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2015年

5 孫靖文;含富氮二羧酸的Keggin型多酸配位聚合物的設(shè)計(jì)合成與性能[D];黑龍江大學(xué);2016年

6 孫春艷;基于微孔金屬—有機(jī)框架的多金屬氧酸鹽雜化材料及其性能研究[D];東北師范大學(xué);2009年

7 鹿穎;以多金屬氧酸鹽為建筑單元的修飾和擴(kuò)展結(jié)構(gòu)化合物的研究[D];東北師范大學(xué);2005年

8 沙靖全;d~（10）金屬—有機(jī)胺鏈修飾多金屬氧簇的組裝化學(xué)[D];東北師范大學(xué);2008年

9 傅海;離子熱合成多金屬氧酸鹽基無(wú)機(jī)—有機(jī)雜化材料[D];東北師范大學(xué);2012年

10 韓耀坤;多金屬氧酸鹽—聚苯乙烯雜化聚合物的合成及其超分子自組裝研究[D];南開(kāi)大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳長(zhǎng)云;多金屬氧酸鹽染料膜材料的制備和性質(zhì)[D];東北師范大學(xué);2011年

2 陳路飛;基于多金屬氧酸鹽和雙三唑/柔性雙胺衍生物配體的功能配合物的組裝及其性能研究[D];渤海大學(xué);2015年

3 周磊;碳納米材料和多金屬氧酸鹽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與催化應(yīng)用研究[D];蘇州大學(xué);2015年

4 盛峰;多金屬氧酸鹽/二氧化鈦復(fù)合材料光催化降解模擬染料廢水[D];大連交通大學(xué);2015年

5 宋芳源;含混合價(jià)態(tài)鈷的Keggin型多金屬氧酸鹽催化的光驅(qū)動(dòng)水氧化研究[D];蘭州大學(xué);2013年

6 黃天培;新型三元雜多酸的合成及基于三元鎢釩硅酸的可逆相變離子液體鹽[D];浙江大學(xué);2016年

7 陳露;多金屬氧簇基的多孔狀金屬有機(jī)骨架雜化材料的制備及其性能研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2015年

8 劉倩;表面活性劑組裝多金屬氧酸鹽復(fù)合材料及其氧化脫硫性能[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

9 萬(wàn)思琦;含鉬原子的多金屬氧酸鹽的合成和性質(zhì)研究[D];哈爾濱師范大學(xué);2016年

10 趙金麗;基于地球豐產(chǎn)元素鈷、鐵和錳的多金屬氧酸鹽的光催化制氫性能的研究[D];蘭州大學(xué);2015年

本文編號(hào)：899622