石墨烯/酞菁錳及石墨烯/二氧化鈦復(fù)合材料的制備與催化性質(zhì)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-06 23:20
金屬酞菁及二氧化鈦由于具有優(yōu)異的光催化活性被用作光催化劑,但它們單獨(dú)作為催化劑時(shí)因易發(fā)生團(tuán)聚而使其催化效率不高,將其分別與氧化石墨烯(GO)及苯甲酸功能化石墨烯(BFG)復(fù)合,不僅能改善其在溶液中的分散性,還能提高其催化活性。本文制備出以共價(jià)鍵相連接的酞菁錳-氧化石墨烯(MnTAPc-GO)、酞菁錳-苯甲酸功能化石墨烯(MnTAPc-BFG)及二氧化鈦-石墨烯(TiO2-BFG)復(fù)合材料,研究了復(fù)合材料的光催化性能。通過(guò)酰胺反應(yīng)將MnTAPc負(fù)載到GO表面,制備出MnTAPc-GO復(fù)合材料,以透射電鏡(TEM)、紅外光譜(FT-IR)及X射線(xiàn)光電子能譜儀(XPS)等測(cè)試方法對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,結(jié)果表明MnTAPc通過(guò)共價(jià)鍵與GO連接。在可見(jiàn)光照射下用MnTAPc-GO復(fù)合材料與H202協(xié)同作用可催化降解羅丹明B,結(jié)果顯示當(dāng)添加GO量為10%,溫度為55℃, pH為6, H202濃度為0.01mol/L時(shí),羅丹明B的去除率在70 min高達(dá)96%。并且在IPA和NaCl存在時(shí),復(fù)合材料的催化性能并沒(méi)有受到抑制,而且其催化速率進(jìn)一步增大。通過(guò)酰胺反應(yīng)將MnTA...
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 酞菁的概述
1.1.1 酞菁的研究概況
1.1.2 酞菁化合物在催化方面的應(yīng)用
1.2 二氧化鈦的概述
1.2.1 二氧化鈦在光催化方面的應(yīng)用
1.3 石墨烯的概述
1.3.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
1.3.2 石墨烯的性質(zhì)
1.3.3 石墨烯的衍生物
1.4 石墨烯基復(fù)合材料的概述
1.4.1 在光催化方面的應(yīng)用
1.5 過(guò)氧化氫簡(jiǎn)介
1.6 課題的研究背景及意義
2O2降解羅丹明B的研究">第二章 酞菁錳-氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及其催化H2O2降解羅丹明B的研究
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與藥品
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.3 氧化石墨烯的制備
2.2.4 4-硝基鄰苯二甲酰亞胺的制備
2.2.5 四硝基酞菁錳的合成
2.2.6 四氨基酞菁錳的合成
2.2.7 氧化石墨烯-酞菁錳(MnTAPc-GO)復(fù)合材料的制備
2.3 氧化石墨烯的表征
2.3.1 TEM表征
2.3.2 XRD表征
2.3.3 拉曼表征
2.4 MnTAPc-GO復(fù)合材料的表征
2.4.1 TEM表征
2.4.2 紅外光譜表征
2.4.3 XPS表征
2.5 MnTAPc-GO的光催化活性測(cè)試
2O2降解羅丹明B的研究"> 2.5.1 MnTAPc-GO復(fù)合材料催化H2O2降解羅丹明B的研究
2O2降解羅丹明B的影響因素"> 2.5.2 MnTAPc-GO復(fù)合材料催化H2O2降解羅丹明B的影響因素
2.5.3 催化劑的循環(huán)使用
2.6 本章小結(jié)
第三章 酞菁錳-苯甲酸功能化石墨烯復(fù)合材料的制備及光催化性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與藥品
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
3.2.3 還原石墨烯的制備
3.2.4 苯甲酸功能化石墨烯的制備
3.2.5 苯甲酸功能化石墨烯-酞菁錳(MnTAPc-BFG)復(fù)合材料的制備
3.3 苯甲酸功能化石墨烯的表征
3.3.1 TEM表征
3.3.2 XRD表征
3.3.3 拉曼表征
3.4 MnTAPc-BFG復(fù)合材料的表征及光催化活性測(cè)試
3.4.1 TEM表征
3.4.2 紅外光譜表征
3.4.3 拉曼表征
3.4.4 XPS表征
3.4.5 MnTAPc-BFG的光催化活性測(cè)試
3.4.6 催化劑的循環(huán)利用
3.4.7 光催化機(jī)理研究
3.5 結(jié)論
第四章 二氧化鈦-苯甲酸功能化石墨烯復(fù)合材料的制備及其光催化性能
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與藥品
4.2.2 儀器及設(shè)備
4.2.3 二氧化鈦-苯甲酸功能化石墨烯復(fù)合材料的合成
4.3 二氧化鈦-苯甲酸功能化石墨烯復(fù)合材料的表征及光催化性能研究
4.3.1 XRD表征
4.3.2 XPS表征
2-BFG復(fù)合材料的光催化活性測(cè)試"> 4.4 TiO2-BFG復(fù)合材料的光催化活性測(cè)試
4.4.1 不同反應(yīng)時(shí)間的光催化降解曲線(xiàn)
4.4.2 不同BFG負(fù)載量對(duì)催化降解性能的影響
4.5 結(jié)論
第五章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯/酞菁鈷復(fù)合材料對(duì)亞硝酸根的催化性能[J]. 左霞,代雯樂(lè),卜媛,王花花,馬潔,李凱. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(08)
[2]酞菁-氧化石墨烯光催化劑組裝及光解水性能[J]. 趙天健,李密,張紅霞. 能源與節(jié)能. 2014(04)
[3]石墨烯/納米TiO2復(fù)合材料的制備及其光催化性能[J]. 周琪,鐘永輝,陳星,王巖,劉平,吳玉程. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]一維納米TiO2的可控合成及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 吳玉程,王巖,崔接武,秦永強(qiáng),黃新民. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2011(10)
[5]NiO-TiO2同軸納米纖維的制備及光催化[J]. 陳影聲,陳震,陳日耀,鄭曦,陳曉. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2011(02)
[6]棉織物的殼聚糖金屬配合物/H2O2室溫漂白[J]. 袁愛(ài)琳,王健,陳天龍. 紡織學(xué)報(bào). 2010(10)
[7]活性染色棉織物的UV/H2O2體系低溫剝色[J]. 解昌峰,龍家杰,唐人成. 印染. 2010(04)
[8]納米TiO2/再生纖維素復(fù)合薄膜的制備及光催化性能[J]. 王勇,張昊,張軍,楊青林,郭林. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2007(03)
[9]銳鈦礦型TiO2/MnFe2O4核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合納米顆粒的制備及其光催化特性[J]. 付烏有,楊海濱,劉冰冰,鄒廣田. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2007(03)
[10]光催化氧化法降解有機(jī)磷農(nóng)藥的研究[J]. 劉春英,弓曉峰,張政輝. 四川環(huán)境. 2006(06)
本文編號(hào):2902176
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 酞菁的概述
1.1.1 酞菁的研究概況
1.1.2 酞菁化合物在催化方面的應(yīng)用
1.2 二氧化鈦的概述
1.2.1 二氧化鈦在光催化方面的應(yīng)用
1.3 石墨烯的概述
1.3.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
1.3.2 石墨烯的性質(zhì)
1.3.3 石墨烯的衍生物
1.4 石墨烯基復(fù)合材料的概述
1.4.1 在光催化方面的應(yīng)用
1.5 過(guò)氧化氫簡(jiǎn)介
1.6 課題的研究背景及意義
2O2降解羅丹明B的研究">第二章 酞菁錳-氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及其催化H2O2降解羅丹明B的研究
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與藥品
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.2.3 氧化石墨烯的制備
2.2.4 4-硝基鄰苯二甲酰亞胺的制備
2.2.5 四硝基酞菁錳的合成
2.2.6 四氨基酞菁錳的合成
2.2.7 氧化石墨烯-酞菁錳(MnTAPc-GO)復(fù)合材料的制備
2.3 氧化石墨烯的表征
2.3.1 TEM表征
2.3.2 XRD表征
2.3.3 拉曼表征
2.4 MnTAPc-GO復(fù)合材料的表征
2.4.1 TEM表征
2.4.2 紅外光譜表征
2.4.3 XPS表征
2.5 MnTAPc-GO的光催化活性測(cè)試
2O2降解羅丹明B的研究"> 2.5.1 MnTAPc-GO復(fù)合材料催化H2O2降解羅丹明B的研究
2O2降解羅丹明B的影響因素"> 2.5.2 MnTAPc-GO復(fù)合材料催化H2O2降解羅丹明B的影響因素
2.5.3 催化劑的循環(huán)使用
2.6 本章小結(jié)
第三章 酞菁錳-苯甲酸功能化石墨烯復(fù)合材料的制備及光催化性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與藥品
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
3.2.3 還原石墨烯的制備
3.2.4 苯甲酸功能化石墨烯的制備
3.2.5 苯甲酸功能化石墨烯-酞菁錳(MnTAPc-BFG)復(fù)合材料的制備
3.3 苯甲酸功能化石墨烯的表征
3.3.1 TEM表征
3.3.2 XRD表征
3.3.3 拉曼表征
3.4 MnTAPc-BFG復(fù)合材料的表征及光催化活性測(cè)試
3.4.1 TEM表征
3.4.2 紅外光譜表征
3.4.3 拉曼表征
3.4.4 XPS表征
3.4.5 MnTAPc-BFG的光催化活性測(cè)試
3.4.6 催化劑的循環(huán)利用
3.4.7 光催化機(jī)理研究
3.5 結(jié)論
第四章 二氧化鈦-苯甲酸功能化石墨烯復(fù)合材料的制備及其光催化性能
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與藥品
4.2.2 儀器及設(shè)備
4.2.3 二氧化鈦-苯甲酸功能化石墨烯復(fù)合材料的合成
4.3 二氧化鈦-苯甲酸功能化石墨烯復(fù)合材料的表征及光催化性能研究
4.3.1 XRD表征
4.3.2 XPS表征
2-BFG復(fù)合材料的光催化活性測(cè)試"> 4.4 TiO2-BFG復(fù)合材料的光催化活性測(cè)試
4.4.1 不同反應(yīng)時(shí)間的光催化降解曲線(xiàn)
4.4.2 不同BFG負(fù)載量對(duì)催化降解性能的影響
4.5 結(jié)論
第五章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯/酞菁鈷復(fù)合材料對(duì)亞硝酸根的催化性能[J]. 左霞,代雯樂(lè),卜媛,王花花,馬潔,李凱. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(08)
[2]酞菁-氧化石墨烯光催化劑組裝及光解水性能[J]. 趙天健,李密,張紅霞. 能源與節(jié)能. 2014(04)
[3]石墨烯/納米TiO2復(fù)合材料的制備及其光催化性能[J]. 周琪,鐘永輝,陳星,王巖,劉平,吳玉程. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]一維納米TiO2的可控合成及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 吳玉程,王巖,崔接武,秦永強(qiáng),黃新民. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2011(10)
[5]NiO-TiO2同軸納米纖維的制備及光催化[J]. 陳影聲,陳震,陳日耀,鄭曦,陳曉. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2011(02)
[6]棉織物的殼聚糖金屬配合物/H2O2室溫漂白[J]. 袁愛(ài)琳,王健,陳天龍. 紡織學(xué)報(bào). 2010(10)
[7]活性染色棉織物的UV/H2O2體系低溫剝色[J]. 解昌峰,龍家杰,唐人成. 印染. 2010(04)
[8]納米TiO2/再生纖維素復(fù)合薄膜的制備及光催化性能[J]. 王勇,張昊,張軍,楊青林,郭林. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2007(03)
[9]銳鈦礦型TiO2/MnFe2O4核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合納米顆粒的制備及其光催化特性[J]. 付烏有,楊海濱,劉冰冰,鄒廣田. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2007(03)
[10]光催化氧化法降解有機(jī)磷農(nóng)藥的研究[J]. 劉春英,弓曉峰,張政輝. 四川環(huán)境. 2006(06)
本文編號(hào):2902176
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