本文關(guān)鍵詞：鉍系復(fù)合光催化劑的制備及其降解17β-雌二醇的研究

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【摘要】：雌二醇(E2)是雌激素效應(yīng)最強的天然雌激素,研究表明當(dāng)水體中E2的濃度達到1 ng/L時就會對生物的內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生影響,內(nèi)分泌干擾能力較高,同時其分布廣泛, E2對生物體帶來的危害不容忽視,因此尋找高效去除E2的方法刻不容緩。光催化技術(shù)是目前使用最廣且效果較突出的一種去除有機污染物的技術(shù)。本文分別利用元素修飾和構(gòu)建異質(zhì)結(jié)的策略抑制催化劑光生載流子的復(fù)合,從而明顯提升催化性能,制備了Fe修飾Bi2SiO5和鈦酸鉍/氧化鉍兩種催化劑并對其降解E2進行了研究。利用XRD、SEM、XPS、UV-Vis漫反射等對催化劑的物相、形貌和光學(xué)性能等進行了研究；利用熒光光譜和捕獲劑實驗對光催化劑的催化機理進行了探究。具體內(nèi)容如下：1.采用水熱合成法和浸漬法兩步反應(yīng)成功制備了Fe修飾的Bi2SiO5。結(jié)果表明,當(dāng)Fe與Bi的摩爾比為5：100時,以20 W的汞燈為光源,光照60 min,E2的去除率為99.5%,5% Fe-Bi2SiO5催化劑的反應(yīng)速率是P25的3.42倍,是純相Bi2SiO5的2.63倍。光催化捕獲劑實驗表明h+和·02-為5% Fe-Bi2SiO5光催化體系中的主要活性物種。對其反應(yīng)機理進行分析,表明Bi2SiO5表面的Fe3+簇具有捕獲和再釋放電子的作用,能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生超氧自由基·02-和·OH,提高了光生載流子的分離效率,從而有效提高催化劑的催化性能。實驗證明5% Fe-Bi2SiO5催化劑具有較好的催化穩(wěn)定性。2.采用溶膠凝膠一步法制備了Bi4Ti3O12/Bi2O3/Bii2Ti02o (6-BTO)三元復(fù)合異質(zhì)結(jié)材料,研究制備的材料光催化降解內(nèi)分泌干擾物E2的催化活性。當(dāng)Bi:Ti的摩爾比為6：1時所得復(fù)合催化劑,在500 W的氙燈為模擬太陽光源,光照100min,E2的去除率高達97.4%。6-BTO三元復(fù)合催化劑的催化動力學(xué)擬合結(jié)果符合準(zhǔn)二級動力學(xué)反應(yīng),反應(yīng)速率是純相Bi2O3的7.76倍。光催化捕獲劑實驗表明h+和·02-為三元復(fù)合催化劑體系中的主要活性物種。復(fù)合催化劑中Bi203和Bi4Ti3O12的界面間形成p-n型異質(zhì)結(jié),Bi12Ti02o和Bi203的界面間形成p-p型異質(zhì)結(jié),p-n型和p-p型兩個異質(zhì)結(jié)的存在明顯提高了光生載流子的分離效率,從而有效提高催化劑的催化性能。
【關(guān)鍵詞】：光催化降解 Bi_2SiO_5 表面修飾 異質(zhì)結(jié) 復(fù)合光催化劑
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X52;O643.36
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物簡介10
• 1.2 雌二醇E210-13
• 1.2.1 E2的理化性質(zhì)及用途10-11
• 1.2.2 E2的污染現(xiàn)狀及危害11-12
• 1.2.3 E2的去除方法12-13
• 1.3 光催化技術(shù)的簡介13-20
• 1.3.1 光催化原理13-15
• 1.3.2 二氧化鈦光催化劑15
• 1.3.3 二氧化鈦光催化劑的發(fā)展方向15-17
• 1.3.4 鉍系光催化劑的研究進展17-20
• 1.4 課題設(shè)計20-24
• 1.4.1 課題背景及意義20-21
• 1.4.2 研究內(nèi)容21-22
• 1.4.3 創(chuàng)新點22-24
• 第二章 實驗部分24-30
• 2.1 實驗試劑及儀器設(shè)備24-25
• 2.1.1 實驗試劑24-25
• 2.1.2 儀器設(shè)備25
• 2.2 光催化劑的制備25
• 2.3 光催化劑的表征25-27
• 2.3.1 X射線衍射(XRD)25-26
• 2.3.2 掃描電鏡(SEM)26
• 2.3.3 透射電鏡(TEM)26
• 2.3.4 電子能譜(XPS)26
• 2.3.5 N_2吸附-脫附26
• 2.3.6 FT-IR26
• 2.3.7 UV-vis漫反射光譜26-27
• 2.3.8 熒光光譜(PL)27
• 2.4 光催化劑的性能評價27-30
• 2.4.1 光催化劑的性能測試27-28
• 2.4.2 活性物種作用的評價方法28
• 2.4.3 E2分析方法的建立28-29
• 2.4.4 光催化降解污染物的評價方法29-30
• 第三章 Fe修飾Bi_2SiO_5光催化劑的制備及其性能研究30-54
• 3.1 引言30
• 3.2 實驗部分30-31
• 3.2.1 材料的制備30-31
• 3.2.2 材料的表征31
• 3.2.3 光催化劑的性能評價31
• 3.3 結(jié)果與討論31-52
• 3.3.1 催化劑制備條件的優(yōu)化31-38
• 3.3.2 Fe修飾Bi_2SiO_5光催化劑的表征38-45
• 3.3.3 光催化降解條件的影響45-47
• 3.3.4 光催化降解機理47-50
• 3.3.5 復(fù)合光催化劑的穩(wěn)定性50-51
• 3.3.6 不同催化劑的催化性能比較51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 第四章 Bi_4Ti_(3)O_(12)/Bi_2O_3/Bi_(12)TiO_(20)三元復(fù)合光催化劑的制備及其性能的研究54-80
• 4.1 引言54
• 4.2 實驗部分54-56
• 4.2.1 材料的制備54-55
• 4.2.2 材料的表征55-56
• 4.2.3 光催化劑的性能評價56
• 4.3 結(jié)果與討論56-78
• 4.3.1 復(fù)合光催化劑制備條件的優(yōu)化56-65
• 4.3.2 復(fù)合光催化劑的表征65-71
• 4.3.3 光催化降解條件的影響71-73
• 4.3.4 光催化降解機理73-76
• 4.3.5 復(fù)合光催化劑的穩(wěn)定性76-77
• 4.3.6 不同催化劑4的催化性能比較77-78
• 4.4 本章小結(jié)78-80
• 第五章 Fe修飾Bi_2SiO_5光催化劑和Bi_4Ti_3O_(12)/Bi_2O_3/Bi_(12)TiO_(20)三元復(fù)合光催化劑的催化性能的比較研究80-82
• 第六章 結(jié)論82-84
• 參考文獻84-94
• 致謝94

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4 徐W，

本文編號：712514