本文關(guān)鍵詞：石墨烯基多酸復(fù)合材料的設(shè)計(jì)合成及光催化性能研究

  更多相關(guān)文章： 石墨烯 SrWO_4 K_3PW_(12)O_(40) K_3PMo_(12)O_(40) 光催化

【摘要】：光催化技術(shù)是在光的作用下,光催化劑吸收一定的光子能量,將一些需在苛刻條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成在溫和條件下即可進(jìn)行的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。這一技術(shù)由于其易操作,綠色無(wú)污染,具有廣泛適用性等特點(diǎn),在解決環(huán)境污染問(wèn)題上發(fā)揮著獨(dú)特作用。它的出現(xiàn)不僅為環(huán)境治理問(wèn)題開(kāi)辟出了一片新天地,同時(shí)在解決能源危機(jī)的問(wèn)題上也有一定的影響力。然而,作為一項(xiàng)新技術(shù),光催化技術(shù)仍然存在著一些缺點(diǎn)。該文章針對(duì)半導(dǎo)體光催化劑吸附能力差,光生載流子容易復(fù)合等問(wèn)題,引入了具有較高比表面,優(yōu)越導(dǎo)電性能等優(yōu)點(diǎn)的石墨烯作為載體材料,制得了石墨烯基的光催化復(fù)合材料,以期望提高半導(dǎo)體材料的光催化性能。本文的研究?jī)?nèi)容主要有以下幾個(gè)方面:(1)對(duì)于SrWO_4光生電子空穴對(duì)復(fù)合率高的問(wèn)題,本文通過(guò)石墨烯納米片作為電子收集者,用簡(jiǎn)單的化學(xué)沉淀法制備了石墨烯/SrWO_4納米復(fù)合材料,期待提高其光催化活性。TEM圖像顯示,本文合成的石墨烯/SrWO_4復(fù)合材料中,SrWO_4納米粒分散沉積在石墨烯納米片上。光催化實(shí)驗(yàn)表明:和純的SrWO_4相比,復(fù)合材料顯示出明顯提高的光催化性能,并且當(dāng)起始氧化石墨的含量為4%時(shí),石墨烯/SrWO_4復(fù)合材料光催化降解甲級(jí)橙溶液的表觀速率常數(shù)比純的SrWO_4的三倍還大。(2)對(duì)于磷鎢酸水溶性大,不易回收利用的特點(diǎn),本文采用離子半徑較大的K+,通過(guò)室溫化學(xué)沉淀的方法使其形成難溶固體K_3PW_(12)O_(40)。對(duì)于K_3PW_(12)O_(40)吸附性能較差,電子空穴對(duì)復(fù)合率高的問(wèn)題,本文采用石墨烯納米片作為K_3PW_(12)O_(40)的載體,以水作溶劑,采用綠色的光致還原的方法合成出了石墨烯/K_3PW_(12)O_(40)納米雜化材料。石墨烯的引入,除了固化催化劑,同時(shí)還能夠?qū)_3PW_(12)O_(40)產(chǎn)生的載流子中的電子進(jìn)行轉(zhuǎn)移,從而有效抑制電子空穴對(duì)的復(fù)合。光催化實(shí)驗(yàn)表明:石墨烯的引入,有效增強(qiáng)了材料的光催化性能。(3)采用離子半徑較大的K+,使磷鉬酸形成了難溶固體K_3PMo_(12)O_(40)。為了進(jìn)一步解決K_3PMo_(12)O_(40)吸附性能差,載流子復(fù)合率高的問(wèn)題,本文引入了新型納米材料石墨烯。在乙醇作溶劑,加入表面活性劑的條件下,通過(guò)光致還原的方法合成了石墨烯/K_3PMo_(12)O_(40)的復(fù)合材料。SEM圖像顯示,合成的復(fù)合材料中的K_3PMo_(12)O_(40),為厚度約20 nm左右的納米片構(gòu)成的花型結(jié)構(gòu),其表面包裹著石墨烯納米片。光催化實(shí)驗(yàn)表明:與純的K_3PMo_(12)O_(40)相比,復(fù)合材料作光催化劑時(shí),羅丹明B溶液顯示出了明顯提高的脫色率以及較大的表觀速率常數(shù)值。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 SrWO_4 K_3PW_(12)O_(40) K_3PMo_(12)O_(40) 光催化
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33;O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 光催化技術(shù)及原理14-15
• 1.2 石墨烯簡(jiǎn)介15-16
• 1.3 石墨烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)16
• 1.4 石墨烯的制備16-18
• 1.4.1 微機(jī)械剝離法17
• 1.4.2 石墨的氧化-還原法17
• 1.4.3 外延生長(zhǎng)法17
• 1.4.4 化學(xué)氣相沉積法17-18
• 1.4.5 石墨的液相剝離法18
• 1.5 石墨烯的應(yīng)用18-20
• 1.5.1 石墨烯在電容器中的應(yīng)用18-19
• 1.5.2 石墨烯在傳感器中的應(yīng)用19
• 1.5.3 石墨烯在鋰離子電池中的應(yīng)用19
• 1.5.4 石墨烯在光催化中的應(yīng)用19-20
• 1.5.5 石墨烯在其它方面的應(yīng)用20
• 1.6 石墨烯基的光催化復(fù)合材料20-22
• 1.6.1 石墨烯/金屬?gòu)?fù)合的光催化材料20-21
• 1.6.2 石墨烯/金屬氧化物復(fù)合的光催化材料21
• 1.6.3 石墨烯/金屬硫化物復(fù)合的光催化材料21
• 1.6.4 石墨烯/Bi系化合物復(fù)合的光催化材料21
• 1.6.5 其它的石墨烯基復(fù)合的光催化材料21-22
• 1.7 石墨烯基光催化復(fù)合材料的應(yīng)用22-24
• 1.7.1 光催化降解有機(jī)污染物22
• 1.7.2 光催化分解水制氫22-23
• 1.7.3 光催化殺菌23
• 1.7.4 光催化CO_2轉(zhuǎn)化23-24
• 1.7.5 在其它方面的應(yīng)用24
• 1.8 本論文的研究意義和研究?jī)?nèi)容24-26
• 第2章 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器26-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及設(shè)備26-27
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑26-27
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器27
• 2.2 測(cè)試與表征方法27-29
• 2.2.1 X-射線衍射分析27-28
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡28
• 2.2.3 透射電子顯微鏡28
• 2.2.4 紅外光譜28
• 2.2.5 拉曼光譜28-29
• 2.2.6 紫外-可見(jiàn)漫反射光譜29
• 2.3 光催化性能評(píng)價(jià)29-30
• 第3章 石墨烯/SrWO_4復(fù)合材料的設(shè)計(jì)合成及光催化性能研究30-44
• 3.1 引言30-31
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分31-33
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器31
• 3.2.2 樣品的合成31-32
• 3.2.3 樣品的表征32-33
• 3.2.4 樣品光催化性能的測(cè)試33
• 3.3 結(jié)果與討論33-42
• 3.3.1 XRD分析33-34
• 3.3.2 透射電鏡分析34
• 3.3.3 紅外分析34-35
• 3.3.4 拉曼分析35-36
• 3.3.5 紫外-可見(jiàn)漫反射分析36
• 3.3.6 光催化活性評(píng)價(jià)36-42
• 3.4 小結(jié)42-44
• 第4章 石墨烯/K_3PW_(12)O_(40)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)合成及光催化性能研究44-54
• 4.1 引言44-45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分45-47
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器45
• 4.2.2 樣品的制備45-46
• 4.2.3 石墨烯/K_3PW_(12)O_(40)合成反應(yīng)機(jī)理：46-47
• 4.2.4 樣品的表征47
• 4.2.5 樣品的光催化性能測(cè)試47
• 4.3 結(jié)果與討論47-53
• 4.3.1 電鏡分析47-48
• 4.3.2 XRD分析48-49
• 4.3.3 紅外分析49
• 4.3.4 拉曼分析49-50
• 4.3.5 紫外-可見(jiàn)漫反射分析50-51
• 4.3.6 光催化活性評(píng)價(jià)51-53
• 4.4 小結(jié)53-54
• 第5章 石墨烯/K_3PMo_(12)O_(40)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)合成及光催化性能研究54-64
• 5.1 引言54
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分54-56
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器54
• 5.2.2 樣品的制備54-55
• 5.2.3 樣品的表征55
• 5.2.4 樣品的光催化性能的測(cè)試55-56
• 5.3 結(jié)果與討論56-63
• 5.3.1 XRD分析56
• 5.3.2 電鏡分析56-57
• 5.3.3 紅外光譜分析57-58
• 5.3.4 拉曼分析58
• 5.3.5 紫外-可見(jiàn)漫反射分析58-59
• 5.3.6 光催化性能評(píng)價(jià)59-63
• 5.4 小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-74
• 碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74-76
• 致謝76-77
• 詳細(xì)摘要77-81

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