【摘要】：近年來,環(huán)境污染日益嚴(yán)重,光催化技術(shù)作為一種環(huán)保的新技術(shù),在治理環(huán)境方面有諸多優(yōu)點(diǎn)。鈣鈦礦型光催化材料因其特殊的晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性而成為光催化技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本課題正是基于鈣鈦礦型光催化材料良好的應(yīng)用前景,展開對(duì)KSr2Nb3O10和SrTiO_3的改性研究,采用XRD、SEM、TEM、EDS、DRS、XPS等表征方法來分析材料的物化性質(zhì),并通過甲基橙的降解實(shí)驗(yàn)來研究光催化材料的活性,主要內(nèi)容如下:1)高溫固相法制備鈣鈦礦型光催化材料KSr2Nb3O10,對(duì)KSr2Nb3O10進(jìn)行換酸改性后獲得HSr_2Nb_3O_(10)。與KSr2Nb3O10相比,HSr_2Nb_3O_(10)的粒徑大小和光吸收能力幾乎不變,部分層狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)縫隙,光催化活性顯著提升。接著對(duì)HSr_2Nb_3O_(10)進(jìn)行正己胺柱撐后獲得HSr_2Nb_3O_(10)/nC6H13NH2,塊狀顆粒的層間結(jié)構(gòu)被柱撐開成片狀,在可見光照射60 min后,甲基橙的降解達(dá)到77.9%,其光催化性能遠(yuǎn)優(yōu)于KSr2Nb3O10和HSr_2Nb_3O_(10)。此外,還對(duì)KSr2Nb3O10進(jìn)行Cr,Er,La離子摻雜改性實(shí)驗(yàn),摻雜后又進(jìn)一步進(jìn)行換酸和柱撐改性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Cr摻雜的HSr_2Nb_3O_(10)/nC6H13NH2催化活性最高。2)固相法制備鈣鈦礦型光催化材料SrTiO_3,在此基礎(chǔ)上與摻雜La的WO_3復(fù)合,水熱法制備復(fù)合物L(fēng)a-WO_3/SrTiO_3,并通過調(diào)節(jié)復(fù)合物中SrTiO_3和La-WO_3的摩爾比來確定光催化活性最佳的比例。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SrTiO_3和La-WO_3緊密結(jié)合形成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu),禁帶寬度減小,對(duì)可見光的吸收能力增強(qiáng),光催化活性顯著提高,其中La-WO_3/SrTiO_3-50%的光催化效果最佳,在可見光照射60 min后甲基橙完全降解。3)固相法制備鈣鈦礦型光催化材料SrTiO_3,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步與水熱法制備的Bi2O_3光催化劑形成復(fù)合物SrTiO_3/Bi2O_3,通過調(diào)節(jié)SrTiO_3和Bi2O_3之間的摩爾比來探討不同比例下復(fù)合物SrTiO_3/Bi2O_3的光催化活性高低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Bi2O_3與SrTiO_3緊密結(jié)合形成異質(zhì)結(jié),禁帶寬度減小,對(duì)可見光的吸收能力提高,復(fù)合后的光催化活性明顯優(yōu)于單質(zhì)Bi2O_3和SrTiO_3,其中SrTiO_3/Bi2O_3-150%的光催化效果最佳,可見光照射45 min后甲基橙完全降解。
[Abstract]:In recent years, environmental pollution is becoming more and more serious. Photocatalytic technology, as a new environmental protection technology, has many advantages in environmental control. Perovskite photocatalytic materials have become a hotspot in the field of photocatalysis due to their special crystal structure, thermal stability and chemical stability. Based on the good application prospect of perovskite photocatalytic materials, the modification of KSr2Nb3O10 and SrTiO_3 was studied, and the physicochemical properties of the materials were analyzed by XRD,SEM,TEM,EDS,DRS,XPS. The main contents are as follows: 1) perovskite photocatalytic material KSr2Nb3O10, was prepared by high temperature solid state method to modify KSr2Nb3O10 by acid exchange. HSr_2Nb_3O_ (10) was obtained. Compared with KSr2Nb3O10, the size of HSr_2Nb_3O_ (10) and the photoabsorption capacity of HSr_2Nb_3O_ (10) were almost unchanged, and some of the layered structure appeared cracks, thus the photocatalytic activity of HSr_2Nb_3O_ (10) was improved significantly. The interlaminar structure of HSr_2Nb_3O_ (10) / nC6H13NH2, bulk particles was then supported with n-hexylamine column for HSr_2Nb_3O_ (10). The interlaminar structure of HSr_2Nb_3O_ (10) / nC6H13NH2, particles was flake. After 60 min of visible light irradiation, the degradation of methyl orange reached 77.9%. Its photocatalytic performance is much better than that of KSr2Nb3O10 and HSr_2Nb_3O_ (10). In addition, the Cr,Er,La ion doping modification experiment was carried out on KSr2Nb3O10, and further acid exchange and pillared modification were carried out after doping. The experimental results show that Cr doped HSr_2Nb_3O_ (10) / nC6H13NH2 has the highest catalytic activity. 2) the perovskite-type photocatalytic material SrTiO_3, is prepared by solid phase method. On this basis, SrTiO_3, is compounded with La doped WO_3. La-WO_3/SrTiO_3, was prepared by hydrothermal method and the optimum ratio of photocatalytic activity was determined by adjusting the molar ratio of SrTiO_3 and La-WO_3 in the complex. The experimental results show that SrTiO_3 and La-WO_3 combine closely to form heterojunction structure, the band gap decreases, the absorption ability of visible light is enhanced, and the photocatalytic activity is improved significantly. The photocatalytic effect of La-WO_3/SrTiO_3-50% was the best, and the methyl orange was completely degraded after 60 min of visible light irradiation. 3) the perovskite photocatalytic material SrTiO_3, was prepared by solid phase method. On this basis, the complex SrTiO_3/Bi2O_3, was further formed with Bi2O_3 photocatalyst prepared by hydrothermal method. The photocatalytic activity of the complex SrTiO_3/Bi2O_3 was studied by adjusting the molar ratio between SrTiO_3 and Bi2O_3. The experimental results show that Bi2O_3 binds closely with SrTiO_3 to form heterojunction, the band gap decreases, and the absorption ability of visible light is improved. The photocatalytic activity of the composite is obviously superior to that of Bi2O_3 and SrTiO_3,. The photocatalytic effect of SrTiO_3/Bi2O_3-150% was the best, and methyl orange was completely degraded by visible light irradiation for 45 min.
【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】：2017
【分類號(hào)】：O643.36;O644.1

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本文編號(hào)：2406905