Mn x Zn 1-x Fe 2 O 4 /Bi 2 O 3 復(fù)合磁性光催化劑的制備與特性表征
發(fā)布時(shí)間:2022-08-13 14:16
隨著工業(yè)化程度的加快,環(huán)境污染尤其是水體污染日益嚴(yán)重。傳統(tǒng)的廢水處理方法存在耗能大、處理周期長等缺陷,半導(dǎo)體光催化技術(shù)因在降解水中有機(jī)污染物過程中具備高效、節(jié)能等特點(diǎn),受到廣泛關(guān)注。Ti O2作為半導(dǎo)體光催化劑的代表,因其無毒、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),成為能源環(huán)境學(xué)者的研究熱點(diǎn)。但Ti O2禁帶較寬,對(duì)可見光的響應(yīng)較弱,越來越多的研究者將目光轉(zhuǎn)向了新型光催化劑的探索,如Ag3PO4及其復(fù)合物、硫化物、鉍系化合物等。其中鉍系化合物中的氧化鉍(Bi2O3)因操作方便、帶隙窄、吸收波長較大等特點(diǎn)受到了研究者的青睞,并逐漸成為時(shí)下新型光催化劑開發(fā)的熱點(diǎn)。但是,該類光催化劑在參與反應(yīng)后的分離回收工藝復(fù)雜,且很可能因催化劑的回收不徹底導(dǎo)致二次污染。負(fù)載適量的磁性物質(zhì)既有助于提高光催化劑本身的光催化活性,又能在外加磁場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)光催化劑的回收和再利用,解決了上述的難題,符合綠色化學(xué)的理念。本文以化學(xué)共沉淀法制備了α-Bi2O3,在模擬太陽光照射下4h對(duì)10mg/L的Rh B降解率達(dá)到50.7%。以α-Bi2O3復(fù)合磁性基質(zhì)MnxZn1-xFe2O4,采取浸漬焙燒法制備了MnxZn1-xFe2O4/α-Bi...
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 選題背景及研究意義
1.1.1 選題背景
1.1.2 研究意義
1.2 三氧化二鉍光催化劑概述
1.2.1 光催化反應(yīng)機(jī)理
1.2.2 三氧化二鉍的結(jié)構(gòu)及性能特征
1.3 磁性材料及復(fù)合磁性光催化劑的研究現(xiàn)狀
1.4 論文的主要研究內(nèi)容及方法
2 實(shí)驗(yàn)及分析測(cè)試方法
2.1 儀器及試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法
2.2.1 X射線衍射分析
2.2.2 紅外光譜測(cè)試
2.2.3 紫外-可見吸收光譜
2.2.4 掃描電子顯微鏡
2.2.5 磁性能測(cè)試
2.2.6 比表面積以及孔徑測(cè)試
2.2.7 光催化性能測(cè)試
3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑制備及特性表征
3.1 實(shí)驗(yàn)
3.1.1 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4的制備及磁性能表征
3.1.2 α-Bi_2O_3的制備
3.1.3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的制備
3.2 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的影響因素優(yōu)化
3.2.1 單因素試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
3.2.2 正交實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
3.3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的結(jié)構(gòu)特征
3.3.1 XRD圖譜分析
3.3.2 紅外圖譜分析
3.3.3 UV-visDRS圖譜分析
3.3.4 SEM圖譜分析
3.4 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的性能表征
3.4.1 磁性能測(cè)試
3.4.2 光催化性能測(cè)試
3.4.3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3的回收及催化性能測(cè)試
3.5 本章小結(jié)
4 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑制備及特性表征
4.1 實(shí)驗(yàn)
4.1.1 β-Bi_2O_3的制備
4.1.2 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的制備
4.2 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的影響因素優(yōu)化
4.2.1 單因素試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
4.2.2 正交實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
4.3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的結(jié)構(gòu)特征
4.3.1 XRD圖譜分析
4.3.2 紅外圖譜分析
4.3.3 UV-visDRS圖譜分析
4.3.4 形貌分析
4.4 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的性能表征
4.4.1 磁學(xué)性能測(cè)試
4.4.2 光催化性能測(cè)試
4.4.3 回收及催化性能測(cè)試
4.5 本章小結(jié)
5 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑降解垃圾滲濾液的研究
5.1 概述
5.2 垃圾滲濾液的來源
5.2.1 垃圾滲濾液的采樣
5.2.2 分析測(cè)試方法
5.3 復(fù)合磁性光催化劑處理垃圾滲濾液最佳條件的確定
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與建議
6.1 結(jié)論
6.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利目錄
C. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水熱法制備β-Bi2O3納米片及其光催化性能的研究[J]. 田玉,張壯壯,朱小龍. 江漢大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(05)
[2]磁性光催化劑去除有機(jī)物的研究進(jìn)展[J]. 葉少博,衛(wèi)芝賢. 化工新型材料. 2013(10)
[3]Visible-light-driven Ag/Ag3PO4-based plasmonic photocatalysts:Enhanced photocatalytic performance by hybridization with graphene oxide[J]. ZHU MingShan,CHEN PengLei,LIU MingHua. Chinese Science Bulletin. 2013(01)
[4]鍶磁性光催化劑的制備和表征[J]. 謝太平,徐龍君,劉成倫,王媛,謝昭明,肖中明. 功能材料. 2012(15)
[5]氮摻雜Bi2O3光催化劑的制備及其可見光催化性能[J]. 盧遠(yuǎn)剛,楊迎春,葉芝祥,劉盛余. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2012(06)
[6]Bi2O3納米纖維的制備、表征及光催化性能[J]. 李躍軍,曹鐵平,張健. 河北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(06)
[7]磁性可見光催化劑BiVO4/Fe3O4的制備及催化活性[J]. 晏威,王姣,朱毅,郭佳,楊駿,張淵明. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]磁性光催化劑BiVO4/Fe3O4降解亞甲基藍(lán)的研究[J]. 王姣,郭佳,張淵明. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2010(05)
[9]納米Bi2O3粉體的制備與性質(zhì)研究[J]. 丁鵬,劉劍峰. 長春師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(04)
[10]新型光催化材料探索和研究進(jìn)展[J]. 閆世成,羅文俊,李朝升,鄒志剛. 中國材料進(jìn)展. 2010(01)
博士論文
[1]改性納米TiO2光催化劑的制備及其去除水中染料污染物的研究[D]. 王韶華.華南理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]低品位錳礦制備錳鋅鐵氧體工藝優(yōu)化[D]. 謝超.重慶大學(xué) 2011
[2]磁性復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能的研究[D]. 王見.南京理工大學(xué) 2004
本文編號(hào):3677189
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 選題背景及研究意義
1.1.1 選題背景
1.1.2 研究意義
1.2 三氧化二鉍光催化劑概述
1.2.1 光催化反應(yīng)機(jī)理
1.2.2 三氧化二鉍的結(jié)構(gòu)及性能特征
1.3 磁性材料及復(fù)合磁性光催化劑的研究現(xiàn)狀
1.4 論文的主要研究內(nèi)容及方法
2 實(shí)驗(yàn)及分析測(cè)試方法
2.1 儀器及試劑
2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法
2.2.1 X射線衍射分析
2.2.2 紅外光譜測(cè)試
2.2.3 紫外-可見吸收光譜
2.2.4 掃描電子顯微鏡
2.2.5 磁性能測(cè)試
2.2.6 比表面積以及孔徑測(cè)試
2.2.7 光催化性能測(cè)試
3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑制備及特性表征
3.1 實(shí)驗(yàn)
3.1.1 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4的制備及磁性能表征
3.1.2 α-Bi_2O_3的制備
3.1.3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的制備
3.2 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的影響因素優(yōu)化
3.2.1 單因素試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
3.2.2 正交實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
3.3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的結(jié)構(gòu)特征
3.3.1 XRD圖譜分析
3.3.2 紅外圖譜分析
3.3.3 UV-visDRS圖譜分析
3.3.4 SEM圖譜分析
3.4 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的性能表征
3.4.1 磁性能測(cè)試
3.4.2 光催化性能測(cè)試
3.4.3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3的回收及催化性能測(cè)試
3.5 本章小結(jié)
4 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑制備及特性表征
4.1 實(shí)驗(yàn)
4.1.1 β-Bi_2O_3的制備
4.1.2 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的制備
4.2 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的影響因素優(yōu)化
4.2.1 單因素試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
4.2.2 正交實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
4.3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的結(jié)構(gòu)特征
4.3.1 XRD圖譜分析
4.3.2 紅外圖譜分析
4.3.3 UV-visDRS圖譜分析
4.3.4 形貌分析
4.4 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑的性能表征
4.4.1 磁學(xué)性能測(cè)試
4.4.2 光催化性能測(cè)試
4.4.3 回收及催化性能測(cè)試
4.5 本章小結(jié)
5 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3復(fù)合磁性光催化劑降解垃圾滲濾液的研究
5.1 概述
5.2 垃圾滲濾液的來源
5.2.1 垃圾滲濾液的采樣
5.2.2 分析測(cè)試方法
5.3 復(fù)合磁性光催化劑處理垃圾滲濾液最佳條件的確定
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與建議
6.1 結(jié)論
6.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專利目錄
C. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水熱法制備β-Bi2O3納米片及其光催化性能的研究[J]. 田玉,張壯壯,朱小龍. 江漢大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(05)
[2]磁性光催化劑去除有機(jī)物的研究進(jìn)展[J]. 葉少博,衛(wèi)芝賢. 化工新型材料. 2013(10)
[3]Visible-light-driven Ag/Ag3PO4-based plasmonic photocatalysts:Enhanced photocatalytic performance by hybridization with graphene oxide[J]. ZHU MingShan,CHEN PengLei,LIU MingHua. Chinese Science Bulletin. 2013(01)
[4]鍶磁性光催化劑的制備和表征[J]. 謝太平,徐龍君,劉成倫,王媛,謝昭明,肖中明. 功能材料. 2012(15)
[5]氮摻雜Bi2O3光催化劑的制備及其可見光催化性能[J]. 盧遠(yuǎn)剛,楊迎春,葉芝祥,劉盛余. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2012(06)
[6]Bi2O3納米纖維的制備、表征及光催化性能[J]. 李躍軍,曹鐵平,張健. 河北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(06)
[7]磁性可見光催化劑BiVO4/Fe3O4的制備及催化活性[J]. 晏威,王姣,朱毅,郭佳,楊駿,張淵明. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]磁性光催化劑BiVO4/Fe3O4降解亞甲基藍(lán)的研究[J]. 王姣,郭佳,張淵明. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2010(05)
[9]納米Bi2O3粉體的制備與性質(zhì)研究[J]. 丁鵬,劉劍峰. 長春師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(04)
[10]新型光催化材料探索和研究進(jìn)展[J]. 閆世成,羅文俊,李朝升,鄒志剛. 中國材料進(jìn)展. 2010(01)
博士論文
[1]改性納米TiO2光催化劑的制備及其去除水中染料污染物的研究[D]. 王韶華.華南理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]低品位錳礦制備錳鋅鐵氧體工藝優(yōu)化[D]. 謝超.重慶大學(xué) 2011
[2]磁性復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能的研究[D]. 王見.南京理工大學(xué) 2004
本文編號(hào):3677189
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