發(fā)布時間：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,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價值。利用空心結(jié)構(gòu)的微球來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。分別用模板法和無模板法制備出空心球,探究其空心結(jié)構(gòu)形成的過程。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,樣品800℃煅燒2小時。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)時間為12 h。煅燒溫度為900 ~oC。制備出來的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。制備出來的中空結(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,在相同時間內(nèi)最高活性能提高兩倍,同時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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：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)的三個階段中，影響前兩個階段的主要是半導(dǎo)體料自身的性質(zhì)比如說禁帶的寬度，所以在實(shí)現(xiàn)中我們通常會

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程，這板方法。在這種方法中，核心模板作為一個殼形前

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本文編號：2719182