本文關(guān)鍵詞：鎢基納米半導(dǎo)體材料的制備及催化性能研究

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【摘要】：環(huán)境污染和能源短缺已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人類的生存與發(fā)展,尤其是化學(xué)污染越來越受到人們的重視,有效地治理被化學(xué)污染的水資源是環(huán)境治理的一個突破點(diǎn),把各種化學(xué)污染物無害化是環(huán)境保護(hù)的主要措施之一。光催化技術(shù)就是在這樣的背景下逐步發(fā)展起來的一門新的環(huán)保技術(shù)。選擇無毒無害、無腐蝕性的光催化劑,不僅可以將有機(jī)物徹底分解成對環(huán)境和人類無害的H20和C02,而且不會產(chǎn)生二次污染。由于SrTiO3具有大量的光催化活性位點(diǎn),可用于提高Bi2WO6的光催化活性。所以本文采用兩步水熱法合成了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SrTiO3/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)催化劑,采用XRD、 UV-vis、SEM、TEM和XPS等表征手段,對形成的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)、形貌等進(jìn)行分析,通過在可見光下降解羅丹明B溶液的效果來評估不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的異質(zhì)結(jié)催化劑的催化活性。結(jié)果表明,SrTiO3成功復(fù)合在片層狀的Bi2WO6催化劑的表面,而且復(fù)合SrTiO3后,SrTiO3/Bi2WO6異質(zhì)結(jié)催化劑的形貌、大小和晶相都沒有發(fā)生變化,也不存在原子轉(zhuǎn)移。在可見光照射下,純Bi2WO6催化劑降解羅丹明B的反應(yīng)速率常數(shù)為0.0245 min-1；當(dāng)8wt%SrTiO3復(fù)合在Bi2WO6表面時,其催化降解羅丹明B的速率常數(shù)達(dá)到最大值,為0.0463 min-1。SrfiO3的加入有效地抑制了光生電子和空穴的復(fù)合,提高了光催化活性。此外,Bi2MoO6的晶體結(jié)構(gòu)與Bi2WO6相似,且Bi2MoO6具有更小的能帶間隙,以Bi2MoO6與SrTiO3復(fù)合可優(yōu)化其光催化活性。因此采用相同方法制備了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SrTiO3/Bi2MoO6異質(zhì)結(jié)催化劑,并通過其光降解羅丹明B溶液研究SrTiO3的助劑效果及機(jī)理。研究表明,SrTiO3的復(fù)合量對催化劑的光催化活性有重大影響,在可見光照射下,純Bi2MoO6作為催化劑時,90mmin后濃度為30mg/L羅丹明B溶液的降解率為58.0%1以8wt%SrTiO3復(fù)合的SrTiO3/Bi2MoO6作為光催化劑時,80 mmin后濃度為30 mg/L羅丹明B溶液幾乎完全降解。這可能是由于SrTiO3能有效地匹配能帶間隙,抑制光生電子和空穴的復(fù)合,同時反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)具有強(qiáng)氧化性可以與有機(jī)染料發(fā)生反應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】：光催化 異質(zhì)結(jié) 降解 羅丹明B
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 引言10
• 1.2 半導(dǎo)體光催化簡介10-11
• 1.3 半導(dǎo)體光催化機(jī)理11-13
• 1.4 半導(dǎo)體光催化反應(yīng)活性的影響因素13-15
• 1.4.1 催化劑本身的影響13-14
• 1.4.2 反應(yīng)條件的影響14-15
• 1.4.3 降解物本身的因素15
• 1.5 半導(dǎo)體光催化劑納米材料的合成及研究概況15-21
• 1.5.1 半導(dǎo)體光催化劑納米材料的性質(zhì)15-16
• 1.5.2 鎢酸鉍納米材料的制備16-17
• 1.5.3 改善鎢酸鉍光催化性能的途徑17-21
• 1.6 本課題的選題依據(jù)及主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 SrTiO_3/Bi_2WO_6異質(zhì)結(jié)光催化性能研究23-37
• 2.1 實驗儀器及試劑23-24
• 2.1.1 實驗儀器23
• 2.1.2 實驗試劑23-24
• 2.2 可見光型異質(zhì)結(jié) SrTiO_3/Bi_2WO_6的制備24-26
• 2.2.1 SrTiO_3的制備24
• 2.2.2 SrTiO_3/Bi_2WO_6的制備24
• 2.2.3 光催化降解羅丹明B溶液24-25
• 2.2.4 羅丹明B標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置25-26
• 2.3 SrTiO_3/Bi_2WO_6催化劑的表征及結(jié)果分析26-32
• 2.3.1 X射線粉末衍射(XRD)26-27
• 2.3.2 掃描電鏡(SEM)及透射電鏡(TEM)27-28
• 2.3.3 TEM-EDX元素掃描譜圖28-30
• 2.3.4 紫外-可見(UV-vis)吸收光譜30
• 2.3.5 X射線光電能譜(XPS)30-32
• 2.4 SrTiO_3/Bi_2WO_6異質(zhì)結(jié)催化劑光催化性能研究32-36
• 2.4.1 SrTiO_3/Bi_2WO_6異質(zhì)結(jié)催化劑降解羅丹明B32-35
• 2.4.2 SrTiO_3/Bi_2WO_6異質(zhì)結(jié)催化劑的降解機(jī)理35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第三章 SrTiO_3/Bi_2WO_6異質(zhì)結(jié)的光催化性能研究37-49
• 3.1 實驗儀器及試劑37-38
• 3.2 可見光型異質(zhì)結(jié)SrTiO_3/Bi_2WO_6的制備38-39
• 3.2.1 SrTiO_3的制備38
• 3.2.2 SrTiO_3/Bi_2WO_6的制備38-39
• 3.2.3 光催化降解羅丹明B溶液39
• 3.3 SrTiO_3/Bi_2WO_6催化劑的表征及結(jié)果分析39-43
• 3.3.1 X射線衍射(XRD)39-40
• 3.3.2 掃描電鏡(SEM)及透射電鏡(TEM)40-41
• 3.3.3 X射線光電能譜(XPS)41-43
• 3.3.4 紫外-可見(UV-vis)吸收光譜43
• 3.4 SrTiO_3/Bi_2WO_6異質(zhì)結(jié)催化劑光催化性能研究43-47
• 3.4.1 SrTiO_3/Bi_2WO_6異質(zhì)結(jié)催化劑降解羅丹明B44-46
• 3.4.2 SrTiO_3/Bi_2WO_6異質(zhì)結(jié)催化劑的降解機(jī)理46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第四章 結(jié)論與建議49-51
• 致謝51-52
• 參考文獻(xiàn)52-60
• 作者簡介60

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;光催化劑及其應(yīng)用[J];大眾標(biāo)準(zhǔn)化;2002年10期

2 ;納米固體光催化劑[J];機(jī)電設(shè)備;2003年05期

3 ;炭與TiO_2光催化劑的復(fù)合及協(xié)同作用研究進(jìn)展[J];中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)文摘;2004年06期

4 唐劍文;吳平霄;葉代啟;黨志;曾少雁;劉云;王菲菲;謝先法;;鈦柱撐膨潤土光催化劑的制備及其催化性能的研究[J];地質(zhì)學(xué)報;2006年04期

5 王勇;張軍;楊青林;郭林;嵇天浩;鄧元;江雷;;炭與TiO_2光催化劑復(fù)合研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2006年S2期

6 劉子全;;磁載TiO_2光催化劑的進(jìn)展[J];長春理工大學(xué)學(xué)報(高教版);2007年01期

7 李景印;韓忠宵;李朝陽;王輝;李子成;;碳納米管改性TiO_2光催化劑的制備及性能[J];化學(xué)研究;2008年01期

8 孫楊;李曉丹;楊梅;邵忠財;蘇會東;洪營;;TiO_2光催化劑的研究進(jìn)展[J];渤海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年02期

9 羅磊;李志光;涂飛躍;李瓊;;TiO_2光催化劑的負(fù)載技術(shù)研究進(jìn)展[J];化工科技;2008年04期

10 臧丹煒;楊亞君;;納米TiO_2光催化劑的制備及應(yīng)用[J];天津化工;2009年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱永法;;高能效高活性光催化劑的研究[A];第六屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

2 陳紅霞;;光催化劑的制備及其應(yīng)用[A];第七屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2010年

3 周秀文;;納米級TiO_2光催化劑的性能及應(yīng)用前景[A];四川省環(huán)境科學(xué)學(xué)會2003年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

4 傳秀云;;納米組裝天然多孔礦物作為TiO_2光催化劑載體應(yīng)用研究[A];2004年全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

5 傳秀云;;天然多孔礦物作為TiO_2光催化劑載體應(yīng)用研究[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

6 楊海峰;張?zhí)O;曹陽;;TiO_2光催化劑改性的研究進(jìn)展[A];2009中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2009年

7 何雨洋;王家強(qiáng);;以生物粉末為模板制備高效TiO_2光催化劑[A];第十五屆全國分子篩學(xué)術(shù)大會論文集[C];2009年

8 吳保朝;丁正新;付賢智;員汝勝;;TiO_2/M_xO_y/SiO_2纖維態(tài)光催化劑的制備及催化性能研究[A];第七屆全國催化劑制備科學(xué)與技術(shù)研討會論文集[C];2009年

9 劉秀華;;貴金屬元素?fù)诫sTiO_2光催化劑[A];中國工程物理研究院科技年報(2009年版)[C];2010年

10 秦祖贈;劉自力;楊克迪;文衍宣;;含銦、鉍可見光催化劑的研究進(jìn)展[A];第七屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 董小雷;環(huán)保技術(shù)新寵——光催化劑[N];中國化工報;2002年

2 蔡忠仁;高效光催化劑抑菌防霉[N];中國化工報;2011年

3 ;納米固體光催化劑獲發(fā)明專利[N];今日信息報;2003年

4 蔡忠仁;納米固體光催化劑獲發(fā)明專利[N];中國化工報;2003年

5 羅�；�;住友化工開發(fā)出可見光型氧化鈦光催化劑[N];中國有色金屬報;2003年

6 記者 吳苡婷;書寫“水變氫”的傳奇[N];上�？萍紙�;2011年

7 武文;二氧化鈦自潔玻璃大市場正在形成[N];中華建筑報;2002年

8 ;日本開發(fā)出一種高效分解水的新型催化劑[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2002年

9 胡連榮;日本高速路的立體環(huán)保舉措[N];中國環(huán)境報;2003年

10 虹影;日本開發(fā)降溫新建材[N];中國房地產(chǎn)報;2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 滕鳳;TiO_2光催化劑的改性研究及其器件化應(yīng)用[D];蘭州大學(xué);2015年

2 董淑英;鋅、鉍系/石墨烯可見光催化劑的制備及其性能研究[D];河南師范大學(xué);2014年

3 董紅軍;IVA和VB族銀基復(fù)合氧化物的光催化活性及穩(wěn)定性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

4 劉洪燕;金屬納米粒子表面等離子體光催化劑的制備、表征和光催化產(chǎn)氫性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

5 曾磊;強(qiáng)降解VOC納米TiO_2光催化劑的制備及機(jī)理研究[D];華中科技大學(xué);2015年

6 朱艷艷;結(jié)構(gòu)調(diào)控對半導(dǎo)體光催化活性的影響研究[D];清華大學(xué);2015年

7 朱英明;納米二氧化鈦基光催化劑的改性和光催化性能研究[D];天津大學(xué);2015年

8 孫圣楠;金屬與非金屬改性TiO_2/ASC光催化劑的制備與NO氧化表面光電子行為研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

9 吳偉明;硝基苯類有機(jī)物的光催化加氫及其機(jī)理研究[D];福州大學(xué);2014年

10 張燕輝;石墨烯基復(fù)合光催化劑的制備及其催化性能的探索研究[D];福州大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃艷;硫化物摻雜TiO_2光催化劑的合成及性質(zhì)研究[D];西北大學(xué);2011年

2 李亞男;幾種水生植物葉和幾種植物粉模板TiO_2光催化劑的合成及其性能研究[D];云南大學(xué);2012年

3 王歡;Ag@AgX插層復(fù)合物光催化劑的制備及活性研究[D];河北聯(lián)合大學(xué);2014年

4 馬春紅;上轉(zhuǎn)換發(fā)光劑/TiO_2復(fù)合膜的制備及其光催化降解污染物同時制氫的研究[D];遼寧大學(xué);2015年

5 王平;新型光催化劑及光降解塑料薄膜的制備[D];鄭州大學(xué);2015年

6 黃民忠;可面對船舶污水的稀土上轉(zhuǎn)換納米復(fù)合材料的研究[D];集美大學(xué);2015年

7 董昭;貴金屬改性TiO_2納米復(fù)合材料的制備及其在染料降解中的應(yīng)用[D];浙江理工大學(xué);2016年

8 孫冠華;中空CdS@TiO_2復(fù)合雙殼層光催化劑的制備及其水處理的應(yīng)用[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

9 楊微微;TiO_2-rGO/ASC光催化劑用于煙氣脫硝性能研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

10 閆欣;BiVO_4/ASC光催化劑的制備及光催化脫硝性能研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

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本文編號：1080587