本文關(guān)鍵詞：Fe基納米材料的制備及光催化性能表征

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【摘要】：人類的發(fā)展面臨著環(huán)境與能源雙重問題,光催化技術(shù)不但可以降解有機污染物凈化環(huán)境,還可以分解水產(chǎn)生氫氣獲得可再生的能源,因而光催化技術(shù)具有重要的研究意義。光催化材料的納米化可以顯著地提高光催化劑的活性,制備納米光催化材料及納米復合光催化材料是光催化研究領(lǐng)域的的重要課題。與塊狀材料相比,納米材料有著獨特的性能,具有比塊狀材料更優(yōu)異的物理化學性質(zhì),在催化、傳感器、電極材料、電學設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛的應用。Fe2O3半導體材料具有優(yōu)異的光吸收特性,在光催化領(lǐng)域有重要的應用價值。本文利用水熱法,溶劑蒸發(fā)自組裝法制備納米Fe203材料,以及在此基礎(chǔ)上摻雜金屬離子和與其他半導體材料復合的方法來達到增強光催化效果。具體研究如下：(1)利用Fe(NO3)39·9H2O為原料,采用溶劑蒸發(fā)自組裝法制備出介孔Fe2O3口Ti摻雜介孔Fe2O3,通過介孔結(jié)構(gòu)來增大光催化材料的比表面積,達到增強光催化活性的目的。對所獲得樣品進行XRD、氮氣吸附脫附等溫線測量、SEM和光催化降解氣相異丙醇表征。通過采用不同的焙燒溫度考察Ti離子的引入對介孔結(jié)構(gòu)及光催化性能的影響。研究結(jié)果表明380℃焙燒制備出的摻鈦氧化鐵的催化活性最高,催化效果最好。(2)利用水熱法制備出球形Fe203顆粒。以Fe(NO3)3·9H2O和ZnCl2為先驅(qū)體材料,水熱法制備介孔ZnFe2O4納米材料。通過煅燒的方法,將制備出的Fe2O3球和介孔ZnFe2O4進行復合,得到Fe2O3復合半導體材料,對制備出的三種樣品進行XRD、SEM、氮氣吸附脫附等溫線測量、光催化降解氣相異丙醇表征。對三種樣品的光催化活性進行比較,結(jié)果表明,復合半導體的光催化活性比純相Fe2O3和純相ZnFe2O4材料的光催化活性都高。以上研究表明,通過對介孔Fe2O3進行摻雜金屬離子和與其他半導體復合的方法對提高Fe2O3光催化材料的性能具有明顯的效果。
【關(guān)鍵詞】：Fe_2O_3 ZnFe_2O_4 摻鈦Fe_2O_3 復合半導體 光催化
【學位授予單位】：遼寧大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 本論文選題的背景10-11
• 1.2 納米半導體光催化氧化機理的概述11-12
• 1.2.1 半導體光催化氧化機理的概述11-12
• 1.2.2 納米材料的介紹12
• 1.3 光催化材料性能的影響因素12-13
• 1.3.1 催化劑尺寸12-13
• 1.3.2 催化劑的比表面13
• 1.3.3 催化劑的品面結(jié)構(gòu)13
• 1.4 介孔Fe_2O_3的介紹及常見制備Fe_2O_3的方法13-19
• 1.4.1 介孔材料及Fe_2O_313-14
• 1.4.2 Fe_2O_3作為磁力光催化劑14-16
• 1.4.3 納米Fe_2O_3的應用16
• 1.4.4 制備Fe_2O_3的常見方法16-19
• 1.5 構(gòu)建Fe_2O_3催化劑19-21
• 1.5.1 Fe_2O_3的摻雜19
• 1.5.2 金屬擔載Fe_2O_319-20
• 1.5.3 復合半導體20-21
• 1.6 本論文研究的內(nèi)容和選題的意義21-22
• 第2章 Ti摻雜介孔Fe_2O_3光催化劑的制備與性能研究22-31
• 2.1 前言22
• 2.2 實驗部分22-24
• 2.2.1 實驗試劑22-23
• 2.2.2 實驗器材23
• 2.2.3 測試儀器23
• 2.2.4 制備介孔Fe_2O_323
• 2.2.5 制備介孔摻鈦Fe_2O_323-24
• 2.3 結(jié)果與討論24-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第3章 Fe_2O_3/ZnFe_2O_4復合光催化劑材料的制備與表征31-39
• 3.1 前言31
• 3.2 實驗部分31-33
• 3.2.1 實驗所需的藥品如下表31-32
• 3.2.2 實驗器材32
• 3.2.3 表征儀器32
• 3.2.4 水熱法制備相貌可控的球型Fe_2O_332
• 3.2.5 水熱法制備納米ZnFe_2O_432
• 3.2.6 制備Fe_2O_3/ZnFe_2O_4復合半導體32-33
• 3.3 結(jié)果與討論33-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 結(jié)論與展望39-40
• 4.1 結(jié)論39
• 4.2 未開工作開展的方向39-40
• 致謝40-41
• 參考文獻41-46

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