本文選題：鉭酸鈉　切入點：光催化　出處：《內(nèi)蒙古大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來,鉭酸鹽化合物在光催化方面表現(xiàn)出了優(yōu)異的催化性能,特別是在光解水和光催化降解有機(jī)污染物方面,這引起了人們對鉭酸鹽催化劑的高度關(guān)注。但是,鉭組酸鹽的帶隙一般較寬,只可吸收紫外光,可見光利用率低,即太陽能利用率低,這大大限制了其在實際中的應(yīng)用。近幾年,通過復(fù)合、貴金屬沉積、金屬及非金屬離子摻雜等方法調(diào)控鉭酸鹽的光催化性能使其對可見光響應(yīng)已成為半導(dǎo)體光催化領(lǐng)域的研究熱點之一,同時這也為解決人類所面臨的資源和環(huán)境問題提供了廣闊的應(yīng)用前景。本論文以鉭酸鈉(NaTaO3)和鉭酸鉍(Bi3TaO7)為主要研究對象,通過復(fù)合降低光生電子和空穴的復(fù)合率借以提高半導(dǎo)體光催化劑的光催化活性。本論文的研究內(nèi)容可總結(jié)為以下幾個方面:1.分別以水熱法和回流法合成NaTaO3和氧化石墨烯(GO),然后再通過水熱法制備出復(fù)合光催化劑NaTaO3/GO。通過XRD,TEM,FT-IR等測試表征其化合物由NaTaO3和GO組成。通過Raman測試,發(fā)現(xiàn)NaTaO3/GO的ID/IG值(ID/IG=1.26)有較GO(ID/IG=0.54)增大的趨勢,說明由于NaTaO3的引入,在復(fù)合相中產(chǎn)生了較強(qiáng)的相互作用力,使得在GO結(jié)構(gòu)中形成了更多的sp3缺陷。XPS測試表明復(fù)合相中C(C-O),C(C=O)和C(COOH)的數(shù)量顯著下降,同時伴隨有C(C-C)的大量增加,說明復(fù)合相NaTaO3/GO中GO發(fā)生了部分還原,這更加有利于電子的傳輸,以提高光催化效率。光電流測試結(jié)果和光催化降解四環(huán)素(TC)的數(shù)據(jù)也為上述論斷提供了相應(yīng)的佐證。2.水熱法制備出一種新型半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑WO3/NaTaO3。探究了不同量WO3復(fù)合的催化劑在可見光照射下對鹽酸四環(huán)素的降解。與純相WO3和NaTaO3相比,復(fù)合催化劑表現(xiàn)出更好的可見光催化降解四環(huán)素的活性,這是由于復(fù)合催化劑形成的球形異質(zhì)結(jié)減少了載流子的復(fù)合。最后,通過實驗結(jié)果分析,提出了一種可能的光催化反應(yīng)機(jī)制。本章的研究為合成更環(huán)保、更新穎、更高效的催化劑提供了線索,并促進(jìn)它們在環(huán)境修復(fù)方面的實際應(yīng)用。3.混合焙燒方法合成了光催化劑Bi2O3/Bi3TaO7。在可見光照射下,通過對鹽酸四環(huán)素降解的實驗結(jié)果證明,隨著Bi2O3復(fù)合量的增大,樣品對鹽酸四環(huán)素的氧化能力逐漸提高,但是當(dāng)Bi2O3復(fù)合量增加到一定量時,復(fù)合光催化劑性能反而有所降低,Bi2O3/Bi3TaO7的最佳比例為2.0。這表明,一定量Bi2O3/Bi3TaO7的復(fù)合可以有效抑制電子-空穴對的重組,延長其存活壽命,提高光量子效率,從而進(jìn)一步提高光催化效率。
[Abstract]:In recent years, tantalate compounds have shown excellent catalytic performance in photocatalysis, especially in photolysis of water and photocatalytic degradation of organic pollutants. The band gap of tantalum salt is generally wide, it can only absorb ultraviolet light, and the utilization ratio of visible light is low, that is, the utilization ratio of solar energy is low, which greatly limits its application in practice. The photocatalytic properties of tantalates by doping metal and nonmetallic ions have become one of the hot topics in the field of semiconductor photocatalysis. At the same time, it provides a broad application prospect for solving the problems of resources and environment faced by human beings. In this thesis, NaTaO3 (sodium tantalate) and Bi3TaO7 (bismuth tantalate) are the main research objects. The photocatalytic activity of semiconductor photocatalysts can be improved by reducing the recombination rate of photogenerated electrons and holes. The research contents of this thesis can be summarized as follows: 1. The synthesis of NaTaO3 and oxidation by hydrothermal method and reflux method respectively. Then the composite photocatalyst NaTaO3 / Go was prepared by hydrothermal method. The compounds were characterized by NaTaO3 and go by XRDX Tem FT-IR and Raman. It is found that the ID/IG value of NaTaO3/GO (ID / IGN 1.26) is higher than that of GOD / IGN (0.54), which indicates that there is a strong interaction force in the composite phase due to the introduction of NaTaO3. As a result, more sp3 defects were formed in the go structure. The results showed that the number of C _ (C) -O _ ((C)) and C _ (C _ (C)) in the composite phase decreased significantly, and at the same time, there was a large increase in the number of C _ (C) -C _ (C), which indicated that partial reduction of go in the composite phase took place, which was more favorable for the transport of electrons. In order to improve the photocatalytic efficiency, the photocurrent test results and the photocatalytic degradation of tetracycline TC3 data also provided the corresponding support for the above conclusions. 2. A new semiconductor composite photocatalyst WO3 / NaTaO3 was prepared by hydrothermal method. The degradation of tetracycline hydrochloride by WO3 composite catalyst under visible light irradiation was compared with that of pure phase WO3 and NaTaO3. The composite catalyst exhibits better catalytic activity for tetracycline degradation under visible light, which is due to the reduction of carrier composition due to the spherical heterojunction formed by the composite catalyst. Finally, the experimental results are analyzed. A possible mechanism of photocatalytic reaction is proposed. The research in this chapter provides clues for the synthesis of more environmentally friendly, novel and efficient catalysts. The photocatalyst Bi _ 2O _ 3 / Bi _ 3TaO _ 7 was synthesized by mixed roasting. The experimental results of tetracycline hydrochloric acid degradation under visible light showed that with the increase of Bi2O3 compound, The oxidation ability of the sample to tetracycline hydrochloride was gradually improved, but when the amount of Bi2O3 was increased to a certain amount, the performance of the composite photocatalyst decreased to 2.0, which indicated that the optimum ratio of Bi _ 2O _ 3 / Bi _ 3TaO _ 7 was 2.0. The recombination of a certain amount of Bi2O3/Bi3TaO7 can effectively inhibit the recombination of the electron-hole pair, prolong its survival life, improve the photoquantum efficiency and further improve the photocatalytic efficiency.
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X505;O643.36

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 林剛;;新型復(fù)合光催化劑實現(xiàn)陽光下二氧化碳高效轉(zhuǎn)化[J];低溫與特氣;2008年04期

2 盧利平;;可利用太陽光高效轉(zhuǎn)化的新型復(fù)合光催化劑[J];功能材料信息;2008年04期

3 輝永慶,謝家理,龍素群;新型納米復(fù)合光催化劑的研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年03期

4 ;日科學(xué)家開發(fā)出新型復(fù)合光催化劑[J];中國有色金屬;2008年18期

5 ;日科學(xué)家開發(fā)出新型復(fù)合光催化劑[J];電子元件與材料;2009年02期

6 薩嘎拉;解秀娟;斯琴塔娜;張宇;照日格圖;;TiO_2/Fe_3O_4/AC復(fù)合光催化劑的制備及其光催化活性研究[J];內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)漢文版);2009年02期

7 王敏;陳平;熊闖;;聚硅硫酸鈦制備復(fù)合光催化劑及降解甲基橙的研究[J];化學(xué)工程師;2012年03期

8 王巖玲;王俊恩;葛艷秋;;Bi_2Fe_4O_9/TiO_2復(fù)合光催化劑的制備及光催化性能[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2013年07期

9 張新榮,楊平,趙夢月;玻璃微球附載復(fù)合光催化劑降解有機(jī)磷農(nóng)藥[J];鄭州工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1999年01期

10 周化嵐;鄒忠;吳莎;施文健;;核殼型復(fù)合光催化劑的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2010年17期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張敬暢;高玲玲;曹維良;;超臨界流體干燥法制備新型TiO_2-CeO_2-SiO_2三元納米復(fù)合光催化劑及其光催化性能研究[A];中國硅酸鹽學(xué)會2003年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2003年

2 馮妍;吳青松;張國英;;Fe_2O_3/Bi_2WO_6復(fù)合光催化劑的制備及性能[A];第六屆全國物理無機(jī)化學(xué)會議論文摘要集[C];2012年

3 王凱;徐志堅;韓一丹;底蘭波;張秀玲;;離子液體助TiO_2-CoFe_2O_4磁性復(fù)合光催化劑的制備[A];第十三屆全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會議學(xué)術(shù)論文集[C];2012年

4 李霞;江國華;唐柏林;魏征;王小紅;;CF/N-doped BiOBr復(fù)合光催化劑的制備及性能研究[A];第十四屆全國青年催化學(xué)術(shù)會議會議論文集[C];2013年

5 孫勇;房晶瑞;王魯東;;導(dǎo)電高分子/無機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑的研究進(jìn)展[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（第2分冊）[C];2010年

6 李長江;王勝平;鞏金龍;;磷酸銀-釩酸鉍復(fù)合光催化劑的制備與性能研究[A];第十四屆全國青年催化學(xué)術(shù)會議會議論文集[C];2013年

7 叢野;龍梅;秦云;李軒科;;以炭黑為反應(yīng)性模板制備二氧化鈦/炭黑復(fù)合光催化劑[A];第十三屆全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會議學(xué)術(shù)論文集[C];2012年

8 張荷美;宋秀芹;;ZnO/TiO_2復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能研究[A];中國化學(xué)會第十二屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2009年

9 曹暮寒;吳建成;皋銀銀;敖燕輝;;磁性石墨烯負(fù)載二氧化鈦復(fù)合光催化劑的制備及光催化性能研究[A];第十三屆全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會議學(xué)術(shù)論文集[C];2012年

10 李繪;張曉艷;崔曉莉;;火熱法制備嵌碳TiO_2-SiO_2復(fù)合光催化劑[A];第十三屆全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會議學(xué)術(shù)論文集[C];2012年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 葛進(jìn);日科學(xué)家開發(fā)出新型復(fù)合光催化劑[N];科技日報;2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 羅利軍;具有吸附/光催化協(xié)同功能的二氧化鈦復(fù)合光催化劑的制備及去除雙酚A的研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 于秀娜;基于抗生素廢水降解的微/納米復(fù)合光催化材料的制備及降解機(jī)理研究[D];江蘇大學(xué);2015年

3 劉棟;二氧化鈦/氮化硼復(fù)合光催化劑的制備及光催化性能的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

4 徐W，

本文編號：1580294