發(fā)布時間：2018-07-25 07:09

【摘要】：工業(yè)化的極速發(fā)展使得能源短缺和環(huán)境污染成為我們現(xiàn)階段面臨的嚴重問題,因此,目前尤為重要的是如何有效的解決我們所面臨的問題,利用半導體光催化材料的光催化性能降解工業(yè)廢水及空氣中的污染物是現(xiàn)階段高效解決環(huán)境污染問題的有效途徑,并且,由于光催化技術(shù)的很多優(yōu)勢,成為近年來研究熱點之作為地球含量最豐富的稀土元素之一的鈰,其氧化物二氧化鈰又能夠表現(xiàn)出類似于典型光催化劑二氧化鈦的性能,成為一種可替代二氧化鈦的潛在光催化劑。但由于其禁帶較寬,降低了其光催化效率,因此,本文采用燃燒法以不同試劑對二氧化鈰進行了改性,并研究了改性后樣品的形貌、結(jié)構(gòu)和成分等對其光催化性能的影響,得到以下幾點研究成果：(1)采用燃燒法制備了面心立方螢石型結(jié)構(gòu)的CeO2納米顆粒。采用同樣的方法將制備的純凈CeO2進行了摻雜F,通過調(diào)節(jié)氟化鈉的量控制摻雜樣品的光催化活性,亞甲基藍的降解效率圖證明適量的氟化鈉使得F摻雜的CeO2樣品表現(xiàn)出很強的光催化活性。(2)通過調(diào)節(jié)氟與鈰的原子摩爾比,制備出純CeO2,純CeF3以及CeO2/CeF3復合納米顆粒,以亞甲基藍為目標降解物,在紫外光下對制備的樣品進行了光催化實驗,實驗結(jié)果表明,純CeF3光催化活性高于純CeO2和復合物。通過第一性原理對CeF3和CeO2進行計算,從理論方面解釋了CeF3有較高光催化性能的原因,此項工作從實驗和理論方面證實了CeF3可作為光催化劑的潛在價值。(3)采用燃燒法制備了不同量磷酸對CeO2進行改性的納米材料。隨著磷酸量的增加,樣品形貌、比表面積和光催化活性發(fā)生變化,結(jié)果表明,加入磷酸對CeO2改性后可明顯提高其光催化活性。
[Abstract]:With the rapid development of industrialization, energy shortage and environmental pollution have become a serious problem we are facing at the present stage. Therefore, it is particularly important to solve the problems we face effectively. The degradation of industrial wastewater and air pollutants by using the photocatalytic properties of semiconductor photocatalytic materials is an effective way to solve the environmental pollution problem efficiently at present, and because of the advantages of photocatalytic technology, Cerium oxide, one of the most abundant rare earth elements in the earth, has become a hot research topic in recent years, and its oxide cerium oxide can also exhibit properties similar to those of titanium dioxide, a typical photocatalyst. It can be used as a potential photocatalyst instead of titanium dioxide. However, because of the wide band gap, the photocatalytic efficiency was reduced. In this paper, the effect of the morphology, structure and composition of the modified samples on the photocatalytic performance was studied by using different reagents. The main results are as follows: (1) CeO2 nanoparticles with face-centered cubic fluorite structure were prepared by combustion method. The pure CeO2 was doped by the same method. The photocatalytic activity of the doped samples was controlled by adjusting the amount of sodium fluoride. The degradation efficiency diagram of methylene blue shows that proper amount of sodium fluoride makes F-doped CeO2 samples exhibit strong photocatalytic activity. (2) by adjusting the molar ratio of fluorine to cerium, pure CEO _ 2, pure CeF3 and CeO2/CeF3 composite nanoparticles are prepared. The photocatalytic activity of pure CeF3 was higher than that of pure CeO2 and complex in UV light. The photocatalytic activity of pure CeF3 was higher than that of pure CeO2 and complex. Through the first-principle calculation of CeF3 and CeO2, the reason why CeF3 has high photocatalytic performance is explained theoretically. This work confirmed the potential value of CeF3 as photocatalyst in both experimental and theoretical aspects. (3) Nanomaterials modified by different amounts of phosphoric acid were prepared by combustion method. The morphology, specific surface area and photocatalytic activity of the samples changed with the increase of phosphoric acid content. The results showed that the photocatalytic activity of CeO2 modified by phosphoric acid could be improved obviously.
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;O644.1

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本文編號：2143035