本文關(guān)鍵詞：鈣鈦礦型光催化材料的制備及性能研究

  更多相關(guān)文章： 光催化鈣鈦礦 NaNbO_3 Bi_2WO_6 SrTiO_(3-x)

【摘要】：光催化技術(shù)被譽(yù)為21世紀(jì)解決能源危機(jī)的潛在技術(shù),能夠更進(jìn)一步利用太陽(yáng)能。鈣鈦礦具有優(yōu)異的鐵電、壓電、光電等性能,應(yīng)用廣泛。NaNbO_3、Bi_2WO_6、SrTiO_3這三種光催化劑具有典型的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu),擁有良好的光電性能,廣受研究。本文主要研究方案是對(duì)其進(jìn)行復(fù)合改性,主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:1.一步水熱法制備NaNbO_3-Ba_4SrNb_4O_(15)異質(zhì)結(jié)。采用XRD、FE-SEM、BET、UV-VIS等對(duì)其進(jìn)行表征。研究結(jié)果表明,NaNbO_3-Ba_4SrNb_4O_(15)異質(zhì)結(jié)中片狀的Ba_4SrNb_4O_(15)與顆粒狀的NaNbO_3均勻混合,其吸收光范圍拓展到可見(jiàn)光區(qū)域。其中250℃條件下合成出的樣品具有最高的比表面積、光催化活性,以及最窄的禁帶間隙Eg(3.02eV)。在以甲醇作為犧牲試劑時(shí),可見(jiàn)光輻照2h光解水產(chǎn)氫量為1.021μmol。2.兩步水熱法制備Bi_2WO_6-SrTiO_3異質(zhì)結(jié)。在200℃水熱條件下制備出SrTi O_3,并以之為基底,在180℃下二次水熱法制備出Bi_2WO_6-SrTiO_3異質(zhì)結(jié)。采用XRD、FE-SEM、BET、UV-VIS等對(duì)其進(jìn)行表征。研究結(jié)果表明,生長(zhǎng)在SrTiO_3基底上的片狀Bi_2WO_6,其聚合態(tài)由玫瑰花狀轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙�。隨著SrTiO_3加入量的增多,球狀聚合物粒徑逐漸減小、數(shù)量減少,比表面積增大。Bi_2WO_6-SrTiO_3異質(zhì)結(jié)的吸收光波長(zhǎng)范圍大于Bi_2WO_6,Eg從2.82eV減小到2.69eV。吸附實(shí)驗(yàn)及可見(jiàn)光降解甲基橙實(shí)驗(yàn)表明,SrTiO_3與Bi_2WO_6的比例為3:1時(shí),樣品具有最強(qiáng)的吸附染料性能;當(dāng)二者比例為3:5時(shí),球狀Bi_2WO_6粒徑變小,Bi_2WO_6與SrTiO_3混合的更均勻,催化劑擁有最高的光催化活性。3.Ti~(3+)自摻雜SrTiO_3-x。以TiCl_3、SrCl_2·6H_2O、H_2O_2為反應(yīng)物,1200℃下煅燒制備出Ti~(3+)自摻雜的SrTiO_3-x。并通過(guò)氧化劑H_2O_2的加入量來(lái)調(diào)節(jié)Ti~(3+)的摻雜量。采用XRD、XPS、FE-SEM、BET、UV-UIS等對(duì)其進(jìn)行表征。研究結(jié)果表明,Ti~(3+)自摻雜的SrTiO_3-x的晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生輕微畸變;XPS測(cè)試分析表明,催化劑中含有Ti~(3+),并檢測(cè)出大量氧空位的存在。其吸收光范圍拓展到可見(jiàn)光,Eg從3.18eV(純SrTiO_3)降低至2.88eV(SrTi O_3-x)。可見(jiàn)光降解羅丹明B的實(shí)驗(yàn)表明,H_2O_2加入量為10%(與TiCl_3的摩爾當(dāng)量比)時(shí),樣品具有最高的光催化性能。對(duì)該樣品進(jìn)行浸漬法負(fù)載NiO后,其Eg從2.95eV降低到2.38eV,光催化性能比未負(fù)載前提升了3.5倍。
【關(guān)鍵詞】：光催化鈣鈦礦 NaNbO_3 Bi_2WO_6 SrTiO_(3-x)
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(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3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 引言10
• 1.2 光催化機(jī)理10-13
• 1.2.1 光催化反應(yīng)原理10-12
• 1.2.2 異質(zhì)結(jié)光催化應(yīng)用原理12-13
• 1.3 光催化劑的改性13-16
• 1.3.1 形貌改性13-14
• 1.3.2 電子性能改性14-16
• 1.4 鈣鈦礦型光催化劑研究狀況16-21
• 1.4.1 NaNbO_3研究狀況17-18
• 1.4.2 Bi_2WO_6研究狀況18-20
• 1.4.3 SrTiO_3研究狀況20-21
• 1.5 本論文的選題思路及研究?jī)?nèi)容21-24
• 1.5.1 NaNbO_3-Ba_4SrNb_4O_(15)21-22
• 1.5.2 Bi2WO_6-SrTiO_322
• 1.5.3 NiO/SrTiO_(3-x)22-24
• 第2章 一步水熱法制備NaNbO_3-Ba_4SrNb_4O_(15)異質(zhì)結(jié)及光催化性能研究24-38
• 2.1 引言24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)24-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器24-25
• 2.2.2 催化劑的制備25-26
• 2.2.3 光催化性能表征26-27
• 2.3 分析27-32
• 2.3.1 晶相分析27-28
• 2.3.2 形貌分析28-30
• 2.3.3 紫外可見(jiàn)吸收光譜分析30-32
• 2.4 光催化性能研究32-36
• 2.4.1 光降解甲基橙32-34
• 2.4.2 光解水產(chǎn)氫34-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 第3章 Bi_2WO_6-SrTiO_3異質(zhì)結(jié)的制備及光催化性能研究38-52
• 3.1 引言38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)38-40
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器38-39
• 3.2.2 催化劑的制備39-40
• 3.2.3 光催化性能表征40
• 3.3 分析40-47
• 3.3.1 晶相分析40-42
• 3.3.2 形貌分析42-45
• 3.3.3 紫外可見(jiàn)吸收光譜分析45-47
• 3.4 光催化性能研究47-50
• 3.4.1 催化劑吸附性能研究47-48
• 3.4.2 光降解染料48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第4章 NiO負(fù)載的自摻雜SrTiO_(3-X)的制備及光催化性能研究52-66
• 4.1 引言52-53
• 4.2 實(shí)驗(yàn)53-54
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器53
• 4.2.2 催化劑的制備53-54
• 4.2.3 光催化性能表征54
• 4.3 分析54-62
• 4.3.1 晶相分析54-58
• 4.3.2 形貌分析58-60
• 4.3.3 紫外可見(jiàn)吸收光譜分析60-62
• 4.4 光催化性能研究62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第5章 總結(jié)66-68
• 參考文獻(xiàn)68-77
• 致謝77-79
• 附錄A 正文中未列出的N_2吸脫附曲線及孔徑分布圖79-80

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