發(fā)布時(shí)間：2020-06-18 11:46

【摘要】：與其他結(jié)構(gòu)的催化材料相比中空微球有著更高的比表面積,更穩(wěn)定的空間三維結(jié)構(gòu),空腔和球殼上具有多種反應(yīng)結(jié)合位點(diǎn)等優(yōu)勢(shì),在催化、電容器、藥物載體、微型反應(yīng)器等方面有著很高的研究?jī)r(jià)值。利用空心結(jié)構(gòu)的微球來(lái)提高材料的催化效果尤其是光催化效果具有較廣闊的研究前景。本文采用水熱法制備出了單分散良好、尺寸均勻的氧化鋅(ZnO)、氧化釔(Y_2O_3)、氧化鈰(CeO_2)微/納米空心球。分別用模板法和無(wú)模板法制備出空心球,探究其空心結(jié)構(gòu)形成的過(guò)程。并且探究空心球光催化降解亞甲基藍(lán)和羅丹明B的性能,具體研究如下:1、采用葡萄糖為原料制備碳球模板,采用水熱合成的方法制備出了具有中空結(jié)構(gòu)的氧化鋅微球,最佳的制備工藝為:加入0.25 g的六水合硝酸鋅,1 g制備好的碳球模板,0.2 g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),在180℃的條件下水熱反應(yīng)5小時(shí),樣品800℃煅燒2小時(shí)。制備出的空心球,球體直徑大約1微米,球殼厚度為50 nm,球殼是由眾多ZnO晶粒堆積而成,表面多孔且孔徑多集中在3-5 nm。中空微球在光催化降解亞甲基藍(lán)上面表現(xiàn)出來(lái)了良好的性能,90分鐘左右基本可以將燃料降解完全,且相較于同樣條件下制備的不具備中空結(jié)構(gòu)的ZnO表現(xiàn)出更好的催化效果。2、水熱法制備出了中空結(jié)構(gòu)的Y_2O_3納米球,該方法采用的是無(wú)模板法,最佳的反應(yīng)物用料為:加入0.2 g的六水合硝酸釔,0.72 g的尿素,并將其溶解在70 ml乙醇的水溶液中,隨后加入的PVP為0.2 g,在180 ~oC的條件下反應(yīng)時(shí)間為12 h。煅燒溫度為900 ~oC。制備出來(lái)的Y_2O_3中空納米球,尺寸較為均勻,單分散性良好,球體直徑大約在200 nm,球殼厚度約為20 nm。球殼表面具有大量的介孔裂縫,孔的尺寸集中在30 nm一下,其中5 nm和15 nm尺寸的孔道最多。3、水熱法制備出了中空結(jié)構(gòu)的CeO_2納米球,反應(yīng)不需要高溫煅燒,制備的最佳反應(yīng)物用量為:0.3 g七水合氯化鈰(CeCl_3·7H_2O),0.534 g PVP,57 mL去離子水,3 mL甲酰胺和0.3 mL雙氧水(H_2O_2)。180℃反應(yīng)24小時(shí)。制備出來(lái)的中空結(jié)構(gòu)的CeO_2納米球,球型均勻,單分散性能良好。中空微球球體的直徑大約在200 nm,球殼均勻且球殼表面具有眾多直徑在5 nm左右的介孔。且在光催化活性上面優(yōu)于市面銷售的粉末狀CeO_2,在相同時(shí)間內(nèi)最高活性能提高兩倍,同時(shí)粉末狀的降解效果最終低于70%,而中空微球狀的則高達(dá)90%以上。
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O643.36;O644.1
【圖文】：

圖 1-1 光催化材料的用途Fig.1-1Application of photocatalytic materials光催化反應(yīng)的三個(gè)階段中，影響前兩個(gè)階段的主要是半導(dǎo)體料自身的性質(zhì)比如說(shuō)禁帶的寬度，所以在實(shí)現(xiàn)中我們通常會(huì)

圖 1.2 模板法成核示意圖Fig. 1.2 Schematic diagram of nucleation by template metho材料的另一種方法是將其納入殼層形成過(guò)程，這板方法。在這種方法中，核心模板作為一個(gè)殼形前

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本文編號(hào)：2719182