光催化氧化是一種新型的高級水處理技術(shù)，具有能耗低、工藝簡單、容易操作、無二次污染等優(yōu)點，TiO2作為一種半導(dǎo)體光催化劑受到研究者的青睞，但是由于它的禁帶寬度較寬，僅能吸收4%的太陽光，并且回收困難，嚴(yán)重限制了其使用。因此，學(xué)者們致力于對光催化劑進(jìn)行改性或開發(fā)新型的可見光響應(yīng)光催化劑的研究。本研究重點在于研究出形貌特殊并且具有較高的磁、光響應(yīng)特性的光催化劑。 本研究通過水熱法制備了Fe3O4磁性顆粒。為了保護(hù)Fe3O4的磁性及穩(wěn)定性，采用溶膠凝膠法在其表面包覆了SiO2層。采用水熱法及溶膠凝膠法制備了Fe3O4@SiO2/Bi2SiO5、Fe3O4@SiO2@TiO2和Fe3O4@SiO2@TiO2@Bi2O3復(fù)合型光催化劑。 通過XRD、SEM、IR、XPS、DRS對復(fù)合材料的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征。并分別在模擬太陽光和紫外光的照射下對活性艷紅X-3B進(jìn)行降解實驗。分析復(fù)合材料的光催化性能。 由分析可知，制備的Fe3O4和Fe3O4@SiO2均為球形納米顆粒，形貌均一、分散均勻、平均粒徑分別在200nm和240nm左右，具有很好的磁性，在外加磁場的條件下能夠快速分離。 ...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 半導(dǎo)體材料的概述
        1.2.1 TiO2

            1.2.1.1 TiO₂簡介
            1.2.1.2 TiO₂光催化劑的反應(yīng)機(jī)理
            1.2.1.3 TiO₂光催化劑的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀
        1.2.2 Bi₂O₃4
            1.2.2.1 Bi₂O₃簡介
            1.2.2.2 Bi₂O₃光催化劑的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀
        1.2.3 Bi₂Si_O5
    1.3 磁性光催化劑的研究進(jìn)展
        1.3.1 磁性光催化劑簡介
        1.3.2 磁性光催化劑在國內(nèi)外的研究進(jìn)展
    1.4 本課題的選題思路及研究內(nèi)容
        1.4.1 本論文的選題思路
        1.4.2 本論文的研究內(nèi)容
第二章 實驗方法
    2.1 實驗部分
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 催化劑的制備方法
        2.2.1 水熱法
        2.2.2 溶膠凝膠法
        2.2.3 超聲波
    2.3 催化劑的表征
        2.3.1 SEM 分析
        2.3.2 XRD 分析
        2.3.3 FT-IR 分析
        2.3.4 UV-Vis 分析
        2.3.5 XPS 分析
    2.4 催化劑的光催化性能評價
        2.4.1 活性艷紅最大吸收波長的確定
        2.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
        2.4.3 實驗過程
第三章 磁性 Fe₃O₄@SiO₂納米顆粒的制備及表征
    3.1 引言
    3.2 Fe₃O₄@SiO₂磁性納米顆粒的制備
        3.2.1 Fe₃O₄磁性納米顆粒的制備
        3.2.2 Fe₃O₄@SiO₂磁性納米顆粒的制備
    3.3 Fe₃O₄和 Fe₃O₄@SiO₂磁性納米顆粒的表征
        3.3.1 SEM 分析
        3.3.2 XRD 分析
        3.3.3 IR 分析
        3.3.4 Fe₃O₄@SiO₂磁性表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Fe₃O₄@SiO₂/Bi₂SiO₅的制備、表征及光催化性能的研究
    4.1 引言
    4.2 Fe₃O₄@SiO₂/Bi₂SiO₅復(fù)合光催化劑的制備
    4.3 Fe₃O₄@SiO₂/Bi₂SiO₅復(fù)合光催化劑的表征
        4.3.1 XRD 的分析
        4.3.2 SEM 分析
        4.3.3 IR 分析
        4.3.4 XPS 分析
        4.3.5 DRS 分析
        4.3.6 Fe₃O₄@SiO₂/Bi₂SiO₅磁性的表征
    4.4 光催化降解活性艷紅 X-3B 的研究
    4.5 催化劑重復(fù)使用次數(shù)對活性艷紅 X-3B 染料降解效果的影響
    4.6 本章小結(jié)
第五章 Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂的制備、表征及光催化性能的研究
    5.1 引言
    5.2 Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂的制備、表征及其性能研究
    5.3 Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂磁性納米顆粒的表征
        5.3.1 SEM 分析
        5.3.2 XRD 分析
        5.3.3 IR 分析
        5.3.4 DRS 分析
    5.4 光催化降解活性艷紅 X-3B 的研究
    5.5 催化劑重復(fù)使用次數(shù)對活性艷紅 X-3B 染料降解效果的影響
    5.6 本章小結(jié)
第六章 Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂@Bi₂O₃的制備、表征及催化性能研究
    6.1 引言
    6.2 Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂@Bi₂O₃光催化劑的制備
    6.3 Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂@Bi₂O₃光催化劑的表征
        6.3.1 SEM 分析
        6.3.2 XRD 分析
        6.3.3 IR 分析
        6.3.4 XPS 分析
        6.3.5 DRS 分析
    6.4 光催化降解活性艷紅 X-3B 的研究
    6.5 催化劑重復(fù)使用次數(shù)對活性艷紅 X-3B 染料降解效果的影響
    6.6 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄



本文編號：4026377

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