【摘要】：近年來,隨著工業(yè)化和農(nóng)業(yè)化進(jìn)程的不斷深入,產(chǎn)生了大量廢水,這些廢水排放到河流中,嚴(yán)重威脅人類的生存和發(fā)展。1972年,科學(xué)家首次利用TiO_2電極光催化裂解水產(chǎn)氫,從此,半導(dǎo)體光催化技術(shù)逐步發(fā)展起來,并應(yīng)用于污水處理。TiO_2是最常見的一種半導(dǎo)體光催化劑,然而,由于TiO_2帶隙較寬,光生電子-空穴的復(fù)合率高,限制了其可見光光催化效率。本論文利用介孔碳提供大的比表面積與貴金屬沉積或金屬摻雜進(jìn)行協(xié)同作用,構(gòu)筑具有介孔結(jié)構(gòu)的TiO_2復(fù)合光催化材料,從而有效提高TiO_2的可見光催化性能。本論文的研究工作主要從以下幾個方面展開:1.采用混合溶劑法,通過改變鈦酸四丁酯(TBOT)的量合成一系列不同比例的RF@TiO_2核-殼結(jié)構(gòu)(RF由酚醛樹脂與Pluronic F127通過聚合反應(yīng)制備),于氮?dú)鈿夥?00℃下煅燒得到meso-C@TiO_2,進(jìn)一步對所得產(chǎn)物表面進(jìn)行貴金屬沉積最終得到meso-C@TiO_2@Ag復(fù)合光催化劑。通過對產(chǎn)物進(jìn)行組成、物相、形貌、結(jié)構(gòu)等表征,結(jié)果表明,成功制備了meso-C@TiO_2@Ag三元介孔復(fù)合光催化材料,比表面積達(dá)到173.9m2/g。在可見光照射下,以降解亞甲基藍(lán)為模型,研究了產(chǎn)物的光催化性能,探討了TBOT用量以及Ag負(fù)載量對產(chǎn)物光催化性能的影響。發(fā)現(xiàn),當(dāng)加入TBOT的量為0.3 mL時,所制備的meso-C@TiO_2樣品40 min內(nèi)對亞甲基藍(lán)的降解率達(dá)到90%。當(dāng)AgNO3投入量為10wt%時,所制備的meso-C@TiO_2@Ag在40 min內(nèi)可完全降解亞甲基藍(lán),性能明顯優(yōu)于市售的納米二氧化鈦P25。2.采用蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝(EISA)法,通過改變酚醛樹脂和鈦源的量合成一系列不同比例的C/TiO_2前驅(qū)物,于氮?dú)鈿夥罩胁煌瑴囟认蚂褵玫紺/TiO_2介孔復(fù)合物,進(jìn)一步對產(chǎn)物沉積貴金屬得到C/TiO_2/Ag介孔復(fù)合光催化劑。對產(chǎn)物進(jìn)行物相、組成、形貌、結(jié)構(gòu)等表征,結(jié)果表明,成功制備了C/TiO_2/Ag三元介孔復(fù)合光催化劑,比表面積達(dá)到了149.1m2/g。在可見光下,以降解亞甲基藍(lán)為模型,研究了產(chǎn)物的光催化性能,探討了C/TiO2比例、煅燒溫度以及Ag負(fù)載量對產(chǎn)物光催化性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)酚醛樹脂加入量為4 g,鈦源前驅(qū)體加入量為3.2 g,煅燒溫度為650℃,AgNO3的投入量為10 wt%時,所制備的C/TiO_2/Ag復(fù)合光催化劑具有最佳可見光光催化性能,20 min內(nèi)對亞甲基藍(lán)降解率為100%。3.采用EISA法,通過改變鈦源和CuCl2的質(zhì)量比合成一系列不同比例的C/TiO_2/Cu前驅(qū)物,于氮?dú)鈿夥罩胁煌瑴囟认蚂褵玫紺/TiO_2/Cu介孔復(fù)合光催化劑。對產(chǎn)物進(jìn)行物相、組成、形貌、結(jié)構(gòu)等表征,結(jié)果表明,成功制備了C/TiO_2/Cu三元介孔復(fù)合光催化劑,比表面積達(dá)到了156.1 m2/g。在可見光下,以降解亞甲基藍(lán)為模型,對樣品的光催化性能進(jìn)行評價,探討了鈦源和CuCl2的質(zhì)量比、煅燒溫度對產(chǎn)物光催化性能的影響。當(dāng)鈦源和CuCl2的質(zhì)量比為5:5,煅燒溫度為550℃時,所制備的C/TiO_2/Cu介孔復(fù)合光催化劑具有最佳可見光光催化性能,20 min內(nèi)對亞甲基藍(lán)降解率為100%。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

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4 徐W，

本文編號：2565425