本文關(guān)鍵詞：鍺酸鹽納米材料的制備及其性能研究

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【摘要】：隨著環(huán)境污染和化石能源枯竭成為當今世界亟待解決的問題之后,研究節(jié)能環(huán)保技術(shù)和開發(fā)新能源勢在必行。通過光催化技術(shù),人們可以利用太陽能和半導體材料直接降解有機污染物或光解水制備氫氣。該技術(shù)具有反應條件溫和以及對環(huán)境友好等特性,因而這方面的研究受到了人們的極大關(guān)注。光催化材料是光催化技術(shù)的核心,它的微觀特征包括形貌、尺寸和孔結(jié)構(gòu)等對其光催化性能以及能否回收利用影響很大,故開發(fā)高效且易于回收利用的新型光催化材料是近年來人們研究的熱點之一。為此,我們選擇鍺酸鹽作為研究對象,對鍺酸鹽納米材料的制備及其在光催化領(lǐng)域的應用進行了較為系統(tǒng)的研究。論文所涉及的研究工作如下：1.通過水熱法制備了Cd2Ge2O6納米棒,并以此為模板通過原位離子交換法制備了核殼型CdS/Cd2Ge2O6復合納米棒。在此基礎(chǔ)上,使用乳酸進行原位刻蝕制得CdS空心納米棒,同時通過光還原沉積法將Pt負載在所得到的CdS空心納米棒上。隨后,表征了所得產(chǎn)物的物相組成、微觀結(jié)構(gòu)、光吸收性能和比表面積等。最后在可見光下,直接以所得到的負有Pt的空心納米棒作為光催化劑,系統(tǒng)考察了其光催化制氫性能以及鉑負載量、催化劑濃度和犧牲劑濃度等因素對制氫性能的影響。通過研究發(fā)現(xiàn),負有Pt的CdS空心納米棒是一個性能優(yōu)異的光催化制氫材料。在最佳條件下,其光催化制氫速率可達10.5 mmol·g-1·h-1。2.通過一步水浴法成功制備了由納米片或納米棒自組裝而成的花狀Ag2ZnGeO4納米多級結(jié)構(gòu)。隨后,表征了Ag2ZnGeO4納米多級結(jié)構(gòu)的物相組成、元素價態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)和光吸收性能等。此外,還研究了AgNO3用量和NH3·H2O濃度對Ag2ZnGeO4納米多級結(jié)構(gòu)生長過程及光學性能的影響。最后考察了該Ag2ZnGeO4納米多級結(jié)構(gòu)在可見光下對羅丹明B(RhB)降解的光催化行為。研究表明,花狀Ag2ZnGeO4納米多級結(jié)構(gòu)具有較高的光催化活性和良好的穩(wěn)定性。在可見光下照射105 min后,羅丹明B的降解率可達92.5%。3.通過化學沉積法制備了BiOI/Zn2GeO4納米復合物,并對其物相組成、元素價態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)和光吸收性能等進行了表征。最后,以對硝基苯酚(PNP)作為模型污染物,對所制得BiOI/Zn2GeO4納米復合物的光催化活性進行了評價。與Zn2GeO4和BiOI相比,BiOI/Zn2GeO4納米復合物具有更高的可見光催化活性。同時發(fā)現(xiàn)BiOI的含量為30wt%時,BiOI/Zn2GeO4納米復合物的光催化活性最高。除此之外,我們還考察了催化劑濃度、降解底物濃度和反應體系pH值等條件對BiOI/Zn2GeO4納米復合物光催化活性的影響。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),在最佳條件下BiOI/Zn2GeO4納米復合物對PNP的降解率可達47.6%。
【學位授予單位】：上海應用技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;O644.1

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