超重力法納米ZnAl-LDHs的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-21 09:01
層狀雙金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxides,LDHs),是一種由多種金屬氫氧化物構(gòu)成的帶正電荷的主體層板與層間陰離子(平衡層板電荷作用)組成的含有結(jié)晶水的氫氧化物。LDHs的結(jié)構(gòu)與氫氧鎂石(Mg(OH)2)近似,呈層狀結(jié)構(gòu)。層板上金屬元素種類和比例以及層間可置換的陰離子的差異賦予了 LDHs多種功能與性質(zhì)。以其作為催化劑為例,通過引入目標(biāo)金屬元素與插層陰離子制備相應(yīng)的LDHs,利用其層板結(jié)構(gòu),其催化性能往往優(yōu)于單金屬氧化物或氫氧化物。本論文提出選取超重力液相沉淀法結(jié)合水熱過程制備納米鋅鋁類水滑石(ZnAl-LDHs),通過亞甲基藍(lán)光催化降解實(shí)驗(yàn),考察其光催化效果。主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)采用傳統(tǒng)釜式液相沉淀法結(jié)合水熱處理制備納米ZnAl-LDHs。重點(diǎn)考察了反應(yīng)溫度、晶化溫度、堿鹽比和晶化時(shí)間等條件對納米ZnAl-LDHs顆粒制備的影響,得到了較優(yōu)的工藝制備條件:反應(yīng)溫度為30℃,晶化溫度為90℃,堿鹽比([OH-]:[Zn2++Al3+])為1.6:1,晶化時(shí)間為3 h。制備得到的ZnAl-LDHs納米顆粒呈不太規(guī)則的六邊片層結(jié)構(gòu),顆粒粒徑為150...
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 研究背景
1.2 光催化概述
1.2.1 光催化反應(yīng)原理
1.2.2 光催化技術(shù)的應(yīng)用
1.2.3 高性能半導(dǎo)體光催化劑制備途徑
1.3 LDHs研究現(xiàn)狀
1.3.1 LDHs簡述
1.3.2 LDHs的結(jié)構(gòu)
1.3.3 LDHs的性能
1.3.4 LDHs的制備
1.3.5 LDHs的應(yīng)用
1.4 超重力技術(shù)
1.4.1 超重力技術(shù)的原理
1.4.2 超重力技術(shù)的特點(diǎn)
1.4.3 超重力旋轉(zhuǎn)填充床
1.4.4 超重力技術(shù)的應(yīng)用
1.5 論文研究目的和研究內(nèi)容
第二章 釜式法制備納米ZnAl-LDHs
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.3 分析表征方法
2.3.1 X射線衍射(XRD)
2.3.2 傅里葉紅外光譜(FT-IR)
2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
2.3.4 掃描電子顯微鏡(SEM)
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 制備工藝條件對納米ZnAl-LDHs的影響
2.4.2 納米ZnAl-LDHs的表征
2.5 本章小節(jié)
第三章 超重力法制備納米ZnAl-LDHs
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
3.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
3.3 分析表征方法
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速的影響
3.4.2 晶化時(shí)間的影響
3.4.3 鋅鋁比的影響
3.4.4 不同陰離子插層的影響
3.4.5 超重力法和釜式法的對比
3.5 本章小節(jié)
第四章 納米ZnAl-LDHs光催化降解亞甲基藍(lán)研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
4.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
4.3 分析及表征
4.3.1 X射線衍射(XRD)
4.3.2 傅里葉紅外光譜(FT-IR)
4.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
4.3.4 掃描電子顯微鏡(SEM)
4.3.5 紫外可見光譜(UV-VIS)
4.3.6 X射線光電子能譜分析(XPS)
4.3.7 紫外漫反射分析(DRS)
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 光催化劑用量的影響
4.4.2 Zn/Al值的影響
4.4.3 pH值的影響
4.4.4 不同陰離子插層產(chǎn)物光催化活性
4.4.5 RPB與STR所得光催化劑光催化活性
4.4.6 表征分析
4.5 本章小節(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者和導(dǎo)師簡介
碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ZnO納米棒陣列的改進(jìn)水熱方法制備、銀修飾及光催化活性研究[J]. 褚亞洲,孫亞平,柴梅俊,翁永根,何濤. 工業(yè)催化. 2014(12)
[2]T形微反應(yīng)器共沉淀法制備Mg-Al層狀雙金屬氫氧化物及其粒徑可控性[J]. 孫美玉,龐秀江,馬秀明,侯萬國. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(07)
[3]羅丹明B敏化TiO2可見光分解水產(chǎn)氫研究[J]. 楊朋舉,王劍,趙江紅,朱珍平. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[4]水滑石類化合物及其制備、應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 趙寧,廖立兵. 材料導(dǎo)報(bào). 2011(S1)
[5]納米阻燃高分子材料:現(xiàn)狀、問題及展望[J]. 馬海云,宋平安,方征平. 中國科學(xué):化學(xué). 2011(02)
[6]陰離子層狀材料的可控制備[J]. 呂志,段雪. 催化學(xué)報(bào). 2008(09)
[7]水滑石類插層組裝功能材料[J]. 陸軍,劉曉磊,史文穎,王心蕊,衛(wèi)敏,段雪. 石油化工. 2008(06)
[8]有機(jī)陰離子柱撐水滑石的插層組裝及超分子結(jié)構(gòu)[J]. 李殿卿,馮桃,Evans D G,段雪. 過程工程學(xué)報(bào). 2002(04)
[9]超重力技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 王玉紅,郭鍇,陳建峰,鄭沖. 金屬礦山. 1999(04)
[10]鈷銅鋁水滑石類化合物的合成及其催化氧化對甲酚Ⅰ.水滑石的合成及其表征[J]. 劉玉敏,朱凱征,劉社田,葉興凱,吳越. 應(yīng)用化學(xué). 1998(02)
博士論文
[1]水溶性銠膦配合物插層水滑石的組裝及其催化性能評價(jià)[D]. 張嫻.北京化工大學(xué) 2007
碩士論文
[1]水滑石負(fù)載Bi2O3的制備、表征及其光催化性能研究[D]. 帥麗.中南大學(xué) 2013
[2]大比表面積水滑石材料的合成及性能研究[D]. 田雨.北京化工大學(xué) 2012
[3]水滑石插層化合物的固體核磁共振研究[D]. 曹永.北京化工大學(xué) 2006
本文編號:3199432
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
1.1 研究背景
1.2 光催化概述
1.2.1 光催化反應(yīng)原理
1.2.2 光催化技術(shù)的應(yīng)用
1.2.3 高性能半導(dǎo)體光催化劑制備途徑
1.3 LDHs研究現(xiàn)狀
1.3.1 LDHs簡述
1.3.2 LDHs的結(jié)構(gòu)
1.3.3 LDHs的性能
1.3.4 LDHs的制備
1.3.5 LDHs的應(yīng)用
1.4 超重力技術(shù)
1.4.1 超重力技術(shù)的原理
1.4.2 超重力技術(shù)的特點(diǎn)
1.4.3 超重力旋轉(zhuǎn)填充床
1.4.4 超重力技術(shù)的應(yīng)用
1.5 論文研究目的和研究內(nèi)容
第二章 釜式法制備納米ZnAl-LDHs
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.3 分析表征方法
2.3.1 X射線衍射(XRD)
2.3.2 傅里葉紅外光譜(FT-IR)
2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
2.3.4 掃描電子顯微鏡(SEM)
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 制備工藝條件對納米ZnAl-LDHs的影響
2.4.2 納米ZnAl-LDHs的表征
2.5 本章小節(jié)
第三章 超重力法制備納米ZnAl-LDHs
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
3.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
3.3 分析表征方法
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速的影響
3.4.2 晶化時(shí)間的影響
3.4.3 鋅鋁比的影響
3.4.4 不同陰離子插層的影響
3.4.5 超重力法和釜式法的對比
3.5 本章小節(jié)
第四章 納米ZnAl-LDHs光催化降解亞甲基藍(lán)研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
4.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法
4.3 分析及表征
4.3.1 X射線衍射(XRD)
4.3.2 傅里葉紅外光譜(FT-IR)
4.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
4.3.4 掃描電子顯微鏡(SEM)
4.3.5 紫外可見光譜(UV-VIS)
4.3.6 X射線光電子能譜分析(XPS)
4.3.7 紫外漫反射分析(DRS)
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 光催化劑用量的影響
4.4.2 Zn/Al值的影響
4.4.3 pH值的影響
4.4.4 不同陰離子插層產(chǎn)物光催化活性
4.4.5 RPB與STR所得光催化劑光催化活性
4.4.6 表征分析
4.5 本章小節(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者和導(dǎo)師簡介
碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]ZnO納米棒陣列的改進(jìn)水熱方法制備、銀修飾及光催化活性研究[J]. 褚亞洲,孫亞平,柴梅俊,翁永根,何濤. 工業(yè)催化. 2014(12)
[2]T形微反應(yīng)器共沉淀法制備Mg-Al層狀雙金屬氫氧化物及其粒徑可控性[J]. 孫美玉,龐秀江,馬秀明,侯萬國. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(07)
[3]羅丹明B敏化TiO2可見光分解水產(chǎn)氫研究[J]. 楊朋舉,王劍,趙江紅,朱珍平. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[4]水滑石類化合物及其制備、應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 趙寧,廖立兵. 材料導(dǎo)報(bào). 2011(S1)
[5]納米阻燃高分子材料:現(xiàn)狀、問題及展望[J]. 馬海云,宋平安,方征平. 中國科學(xué):化學(xué). 2011(02)
[6]陰離子層狀材料的可控制備[J]. 呂志,段雪. 催化學(xué)報(bào). 2008(09)
[7]水滑石類插層組裝功能材料[J]. 陸軍,劉曉磊,史文穎,王心蕊,衛(wèi)敏,段雪. 石油化工. 2008(06)
[8]有機(jī)陰離子柱撐水滑石的插層組裝及超分子結(jié)構(gòu)[J]. 李殿卿,馮桃,Evans D G,段雪. 過程工程學(xué)報(bào). 2002(04)
[9]超重力技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 王玉紅,郭鍇,陳建峰,鄭沖. 金屬礦山. 1999(04)
[10]鈷銅鋁水滑石類化合物的合成及其催化氧化對甲酚Ⅰ.水滑石的合成及其表征[J]. 劉玉敏,朱凱征,劉社田,葉興凱,吳越. 應(yīng)用化學(xué). 1998(02)
博士論文
[1]水溶性銠膦配合物插層水滑石的組裝及其催化性能評價(jià)[D]. 張嫻.北京化工大學(xué) 2007
碩士論文
[1]水滑石負(fù)載Bi2O3的制備、表征及其光催化性能研究[D]. 帥麗.中南大學(xué) 2013
[2]大比表面積水滑石材料的合成及性能研究[D]. 田雨.北京化工大學(xué) 2012
[3]水滑石插層化合物的固體核磁共振研究[D]. 曹永.北京化工大學(xué) 2006
本文編號:3199432
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