本文關(guān)鍵詞：三元金屬化合物催化劑的制備及光催化性能研究

  更多相關(guān)文章： CaIn_2S_4 CuWO_4 g-C_3N_4 復(fù)合光催化劑 有機(jī)染料降解

【摘要】：隨著人類社會(huì)的快速發(fā)展,能源危機(jī)和環(huán)境污染這兩個(gè)問題日益突出,不可再生能源儲(chǔ)量日益銳減,尋求有效利用可再生能源的方法顯得愈發(fā)迫切,近幾十年,光催化劑受到人們的廣泛關(guān)注和研究,光催化劑能有效光解水,得到清潔環(huán)保的氫氣,同時(shí)光催化劑能有效降解污水中的有機(jī)大分子,能有效解決環(huán)境污染中的水污染問題。本論文以Ca In2S4和CuWO_4兩種催化劑為主體,對(duì)它們的制備、改性方法以及光催化降解有機(jī)染料的應(yīng)用性能進(jìn)行了探究。一方面重點(diǎn)考察了不同表面活性劑加入量對(duì)Ca In2S4光催化劑控制合成的結(jié)構(gòu)性能影響,另一方面制備出了g-C_3N_4/Ca In2S4、g-C_3N_4/CuWO_4兩種復(fù)合光催化劑;采用一系列分析手段對(duì)光催化劑的晶體結(jié)構(gòu)、形貌、化學(xué)組成、光學(xué)吸收性能、比表面積進(jìn)行了表征。同時(shí)通過光催化降解有機(jī)染料溶液測(cè)試表征了光催化劑的光催化活性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)改性后的光催化劑的光催化活性均有一定程度的提升。主要的研究內(nèi)容如下:(1)以Ca(NO3)2·4H2O,In(NO3)3·4.5H2O和CH3CSNH2為原料,通過水熱法合成Ca In2S4光催化劑,并且通過分別加入不同含量的表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮PVP,十六烷基三甲基溴化銨CTAB對(duì)Ca In2S4進(jìn)行控制合成。采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外-可見光吸收光譜(UV-Vis)和BET比表面積測(cè)試(BET)對(duì)樣品的晶體結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可得,通過水熱法合成的樣品的純度較高,加入一定量的表面活性劑能有效對(duì)Ca In2S4進(jìn)行控制合成,改變其形貌,結(jié)構(gòu)與光學(xué)性質(zhì)。在可見光光照下,用制備的樣品對(duì)羅丹明B(Rh B)溶液進(jìn)行降解。(2)采用水熱合成法制備了g-C_3N_4/Ca In2S4復(fù)合光催化劑,利用XRD、SEM、透射電子顯微鏡(TEM)、傅立葉變換紅外(FT-IR)、UV-Vis、BET等表征方式表征了樣品的晶體結(jié)構(gòu)、形態(tài)和光學(xué)性質(zhì)。XRD結(jié)果表明通過水熱合成法成功制得g-C_3N_4/Ca In2S4樣品,并且g-C_3N_4的加入不會(huì)改變Ca In2S4晶型;觀察SEM、TEM圖片g-C_3N_4與Ca In2S4成功復(fù)合形成復(fù)合光催化劑;UV-Vis譜圖說明了g-C_3N_4的加入可以略微降低Ca In2S4對(duì)可見光的吸收能力;催化降解Rh B結(jié)果表明g-C_3N_4/Ca In2S4復(fù)合光催化劑具有更強(qiáng)的催化性能,同時(shí)探討了g-C_3N_4/Ca In2S4復(fù)合光催化劑樣品高光催化活性的機(jī)理。(3)使用沉降法制備CuWO_4光催化劑前驅(qū)體,并在700℃下進(jìn)行煅燒,得到CuWO_4樣品,接著選取了g-C_3N_4作為復(fù)合的材料,使用化學(xué)吸附法制備g-C_3N_4/CuWO_4復(fù)合光催化劑,分別制備1 wt%g-C_3N_4/CuWO_4,3 wt%g-C_3N_4/CuWO_4,5 wt%g-C_3N_4/CuWO_4,7 wt%g-C_3N_4/CuWO_4,10 wt%g-C_3N_4/CuWO_4,最后對(duì)得到的樣品進(jìn)行XRD晶像、SEM形貌、UV-Vis圖譜、紅外光譜分析和光催化降解MB活性測(cè)試,最后確定了7 wt%是g-C_3N_4的最佳復(fù)合量,該條件下制備的g-C_3N_4/CuWO_4光催化性能最佳。
【關(guān)鍵詞】：CaIn_2S_4 CuWO_4 g-C_3N_4 復(fù)合光催化劑 有機(jī)染料降解
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 光催化劑概述13-15
• 1.1.1 光催化反應(yīng)的基本原理13-14
• 1.1.2 影響光催化劑活性的主要原因14-15
• 1.2 光催化劑的制備方法15-18
• 1.2.1 固相法15-16
• 1.2.2 水熱法/溶劑熱法16
• 1.2.3 沉淀法16-17
• 1.2.4 溶膠-凝膠法17
• 1.2.5 微波合成法17-18
• 1.3 光催化劑改性的常用方法18-21
• 1.3.1 加入表面活性劑控制合成18-19
• 1.3.2 貴金屬沉積19
• 1.3.3 離子摻雜19-20
• 1.3.4 半導(dǎo)體復(fù)合20-21
• 1.4 三元金屬光催化劑的研究現(xiàn)狀21-24
• 1.4.1 硫化物型光催化劑21-24
• 1.4.2 鎢酸鹽型光催化劑24
• 1.5 本文的研究目的、意義和內(nèi)容24-26
• 1.5.1 論文的研究目的和意義24-25
• 1.5.2 論文的研究內(nèi)容25-26
• 第二章 表面活性劑對(duì)CaIn_2S_4合成及其光催化性能的影響26-36
• 2.1 引言26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分26-29
• 2.2.1 主要試劑26-27
• 2.2.2 加入表面活性劑對(duì)CaIn_2S_4的控制合成27-28
• 2.2.3 CaIn_2S_4樣品的測(cè)試與表征28
• 2.2.4 光催化活性測(cè)試28-29
• 2.3 結(jié)果與討論29-35
• 2.3.1 XRD分析29-30
• 2.3.2 SEM分析30-31
• 2.3.3 BET分析31-33
• 2.3.4 UV-vis分析33-34
• 2.3.5 光催化降解RhB活性測(cè)試34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章g-C_3N_4/CaIn_2S_4復(fù)合光催化劑的制備及光催化性能36-50
• 3.1 引言36-37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分37-39
• 3.2.1 主要試劑37
• 3.2.2 g-C_3N_4/CaIn_2S_4樣品的制備37-38
• 3.2.3 g-C_3N_4/CaIn_2S_4樣品的測(cè)試與表征38-39
• 3.2.4 光催化活性測(cè)試39
• 3.3 結(jié)果與討論39-49
• 3.3.1 XRD分析39-40
• 3.3.2 SEM分析40-41
• 3.3.3 TEM分析41-42
• 3.3.4 紅外分析42-43
• 3.3.5 BET分析43-44
• 3.3.6 UV-vis分析44-45
• 3.3.7 光催化降解RhB活性測(cè)試45-46
• 3.3.8 光催化劑循環(huán)性能測(cè)試46-48
• 3.3.9 g-C_3N_4/CaIn_2S_4復(fù)合光催化劑提高催化活性機(jī)理分析48-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章g-C_3N_4/CuWO_4復(fù)合光催化劑的制備及光催化性能50-60
• 4.1 引言50
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分50-53
• 4.2.1 主要試劑50-51
• 4.2.2 g-C_3N_4/CuWO_4樣品的制備51-52
• 4.2.3 g-C_3N_4/CuWO_4樣品的測(cè)試與表征52
• 4.2.4 光催化活性測(cè)試52-53
• 4.3 結(jié)果與討論53-59
• 4.3.1 XRD分析53-54
• 4.3.2 SEM分析54-55
• 4.3.3 FT-IR分析55-56
• 4.3.4 UV-vis分析56-57
• 4.3.5 光催化降解MB活性測(cè)試57
• 4.3.6 g-C_3N_4/CuWO_4復(fù)合光催化劑提高催化活性機(jī)理分析57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論與展望60-62
• 結(jié)論60-61
• 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-71
• 攻讀碩士期間取得的研究成果71-72
• 致謝72-73
• 附件73

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本文編號(hào)：1068038