【摘要】：隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,生物毒性大、色度深、降解困難的有機染料廢水對環(huán)境造成的威脅越來越嚴(yán)重。因此,低成本、低能耗、高效的有機染料廢水處理方法受到國家、企業(yè)和民眾的廣泛關(guān)注。有機染料廢水光催化降解技術(shù)中,降解材料的制備異常重要。本論文采用直接沉淀法對納米ZnO進(jìn)行稀土摻雜改性,分別制備了Nd摻雜納米ZnO、Eu摻雜納米ZnO、Nd-Eu摻雜納米ZnO、Eu-Nd摻雜納米ZnO,并采用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、固體熒光光譜等測試手段對產(chǎn)品進(jìn)行分析與表征,考查摻雜對ZnO的物相、晶體結(jié)構(gòu)、熒光性質(zhì)的影響,并將其應(yīng)用于有機染料廢水中羅丹明B的光催化降解。主要研究內(nèi)容如下:采用直接沉淀法,以氫氧化鈉和乙酸鋅為原料,十六烷基三甲基溴化銨、異丙醇為助劑,獲得粒徑較小、結(jié)晶度和純度較高的納米ZnO。并采用相同方法將Nd~(3+)、Eu~(3+)摻入ZnO的晶格中,影響ZnO的晶胞參數(shù),增大ZnO的晶粒尺寸,且獲得球形摻雜納米ZnO顆粒。Nd、Eu分別單摻雜納米ZnO在氙燈照射下對羅丹明B降解效率的提高并不明顯,但是Nd、Eu分別單摻雜可大幅度提納米ZnO在汞燈照射下的光催化性能。隨著摻雜量的增加,摻雜ZnO納米材料的光催化降解性能逐漸升高。7%Nd摻雜納米ZnO在最佳降解條件:電解時間60min、溶液初始濃度10 mg/L、投加量0.05g、溶液pH=8時,對羅丹明B的去除率最高能達(dá)到89.62%。7%Eu摻雜納米ZnO在汞燈照射下對羅丹明B的去除率最高能達(dá)到91.78%。Eu-Nd、Nd-Eu共摻雜制備的ZnO納米材料具有較高的光催化性能,Eu-3%Nd、Nd-3%Eu摻雜納米ZnO在氙燈照射下光催化效果最佳,對羅丹明B的去除率可達(dá)21.72%;7%Eu-7%Nd、7%Nd-7%Eu摻雜納米ZnO在汞燈照射下光催化效果最佳,對羅丹明B的去除率能達(dá)到90.78%。采用固體熒光光譜儀測試結(jié)果表明Nd摻雜納米ZnO、Eu摻雜納米ZnO、Nd-Eu摻雜納米ZnO、Eu-Nd摻雜納米ZnO的光致PL強度均顯著低于純ZnO,說明摻雜可抑制重組光誘導(dǎo)載流子,有利于光生載流子的分離和傳輸,從而提高摻雜納米ZnO的光催化活性。本論文研究結(jié)果表明,Nd、Eu摻雜ZnO納米材料對羅丹明B具有優(yōu)異的光催化性能,處理有機染料廢水具有廣闊的應(yīng)用前景。
【圖文】：

圖 1-1 羅丹明 B 的結(jié)構(gòu)簡式Fig. 1-1 Chemical structure of Rhodamine B業(yè)應(yīng)用的有機染料，羅丹明 B 進(jìn)入水體環(huán)境已證明羅丹明 B 對動物具有一定的致癌性，肢酸痛等癥狀[14]。因此水環(huán)境污染中羅丹明目前已有許多研究報道關(guān)注了羅丹明 B 的光劑是常見的光催化劑，如 TiO2、WO3、SnO泛的研究[15, 16]。在這些半導(dǎo)體材料中，TiO性被認(rèn)為是最有效的光催化劑[17]。備了一種 TiO2/活性炭復(fù)合體并且用來對羅丹加 0.5g TiO2/ AC 光催化劑，200 min 內(nèi)可降解。Pei C C 等[19]采用溶膠凝膠輔助無噴圍內(nèi)煅燒前驅(qū)體 Ti（OiPr）4/ ZnAc / PVP 納nO 摻雜 TiO2納米顆粒，獲得的產(chǎn)品在可見光

圖 1-2 六方氧化鋅晶體結(jié)構(gòu)圖Fig. 1-2 Six party ZnO crystal structure帶寬度為 3.37 eV，激子束縛為 60 meV，在突出性能和用途，已被廣泛應(yīng)用于發(fā)光材料轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域[24-32]。目前國內(nèi)外關(guān)于納米氧化的狀態(tài)可分為氣相法、液相法和固相法。其中單、過程易控制、成本較低，已經(jīng)被廣泛研接沉淀合成、均勻沉淀合成、溶膠－凝膠合法指在特制的密閉反應(yīng)器（高壓釜）中，，以水生蒸汽壓）反應(yīng)體系，創(chuàng)造出一個相對高溫的物質(zhì)溶解，并且重結(jié)晶而進(jìn)行無機合成與粒徑小且分布均勻，分散性能好的納米材料物、復(fù)合氧化物等納米粉體、薄膜的制備。納米 ZnO 一般是先生成含鋅的過飽和溶液，
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1

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本文編號：2662330