溴化銀復(fù)合光催化劑的制備及其催化性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-04 13:52
近年來,環(huán)境凈化尤其是污水處理的要求不斷提高,傳統(tǒng)水污染治理技術(shù)已經(jīng)不能很好地滿足其需求,而半導(dǎo)體光催化技術(shù)由于其高效且環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)受到人們廣泛關(guān)注,在解決目前面臨的環(huán)境問題方面顯示出極大的潛力。但是催化劑降解水中有機(jī)污染物還存在一些問題,如光吸收能力弱、催化效率低等,因此,需要研制出一種可見光響應(yīng)良好、催化性能優(yōu)異的光催化材料。本文制備了rGO/AgBr和AgBr/Bi2O2CO3兩種異質(zhì)結(jié)光催化劑。所制備催化劑的結(jié)構(gòu)、形貌、光學(xué)特性等性質(zhì)通過X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、紫外-可見漫反射光譜(UV-vis DRS)等表征來進(jìn)行分析。在模擬太陽光的條件下,以羅丹明B(Rhodamine B,Rh B)為目標(biāo)污染物,用所制備的光催化劑進(jìn)行降解實(shí)驗(yàn)從而對(duì)其催化性能進(jìn)行研究,并通過捕獲實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步分析其降解機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.以乙二醇為溶劑,KBr和AgNO3為原料,加入一定量GO通過溶劑熱法制備出一系列rGO/AgBr復(fù)合光催化劑。結(jié)...
【文章來源】:鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
半導(dǎo)體光催化機(jī)理圖
2實(shí)驗(yàn)部分15圖2.1rGO/AgBr復(fù)合光催化劑的制備流程圖2.2.2AgBr/Bi2O2CO3的制備方法本實(shí)驗(yàn)中的AgBr/Bi2O2CO3(ABOC)復(fù)合光催化劑也是通過溶劑熱法來制備的,而對(duì)于純Bi2O2CO3(BOC)來說,則是通過水熱法來制備的,并且在實(shí)驗(yàn)過程中利用表面活性劑PVP來對(duì)Bi2O2CO3進(jìn)行形貌調(diào)控。表面活性劑既具有親水基團(tuán)又具有疏水基團(tuán),它不僅可以作為模板劑在納米材料合成初期發(fā)揮其軟模板作用,從而對(duì)納米材料的形貌和粒徑大小進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制,而且還可以作為分散劑來有效抑制材料團(tuán)聚,從而提高材料的分散性。在材料合成過程中,表面活性劑的單層吸附與雙層吸附均可達(dá)到分散劑的效果。因此,表面活性劑的使用對(duì)于目前納米材料的合成來說是一種重要手段。聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作為高分子表面活性劑,在催化材料的制備中也可實(shí)現(xiàn)對(duì)納米材料的形貌調(diào)控。AgBr/Bi2O2CO3(ABOC)復(fù)合光催化劑的制備過程如圖2.2所示。
2實(shí)驗(yàn)部分16圖2.2AgBr/Bi2O2CO3復(fù)合光催化劑的制備流程圖2.3光催化劑的表征2.3.1X射線衍射可以通過分析合成物質(zhì)的衍射結(jié)果來對(duì)其物相組成及晶粒結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的儀器是X射線衍射儀(X-raydiffraction,XRD)。本實(shí)驗(yàn)中所用的是X射線波長(zhǎng)為1.5406的X’PertPRO型衍射儀,它是由荷蘭PANalytical公司制造的,儀器靶材是CuKα1,掃描范圍為0.5-90,最大工作電流為45mA,最大工作電壓為40KV,功率為2.2KW。2.3.2X射線光電子能譜對(duì)于合成物質(zhì)所含有元素種類、化學(xué)價(jià)態(tài)等情況,本實(shí)驗(yàn)中通過利用escalab250Xi型號(hào)X射線光電子能譜儀(X-rayphotoelectronspectroscopy,XPS)來對(duì)所制備樣品進(jìn)行分析。它是由美國(guó)Thermo公司制造,其激發(fā)源為AlKα靶(經(jīng)過單色化處理),以C1s結(jié)合能284.8eV進(jìn)行校正,功率為150W,500μm束斑。2.3.3掃描電子顯微鏡在本實(shí)驗(yàn)中,通過由德國(guó)卡爾蔡司公司制造的型號(hào)為Sigma500的掃描電子顯微鏡(Scanningelectronmicroscope,SEM)來對(duì)所制備樣品的微觀形貌、尺
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]工業(yè)廢水處理現(xiàn)狀與解決對(duì)策探討[J]. 閆朝陽,魏華羽. 四川化工. 2019(06)
[2]化工生產(chǎn)廢水環(huán)保處理方法研究[J]. 劉海龍,徐小婷,李陽. 化工管理. 2019(30)
[3]光催化降解處理印染廢水研究進(jìn)展[J]. 宋繼梅. 印染助劑. 2018(09)
[4]太陽能光催化技術(shù)——展望未來[J]. 楊云. 當(dāng)代化工研究. 2018(08)
[5]One-pot synthesis of graphene oxide and Ni-Al layered double hydroxides nanocomposites for the efficient removal of U(VI) from wastewater[J]. Shujun Yu,Jian Wang,Shuang Song,Kunyu Sun,Jun Li,Xiangxue Wang,Zhongshan Chen,Xiangke Wang. Science China(Chemistry). 2017(03)
[6]碳酸氧鉍光催化劑的研究進(jìn)展[J]. 徐麗亞,敖燕輝,王沛芳,王超. 工業(yè)催化. 2016(01)
[7]化工染料廢水處理技術(shù)淺析[J]. 石美霞. 污染防治技術(shù). 2015(01)
[8]氨合成催化劑100年:實(shí)踐、啟迪和挑戰(zhàn)[J]. 劉化章. 催化學(xué)報(bào). 2014(10)
博士論文
[1]復(fù)合半導(dǎo)體納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其光電催化性能研究[D]. 冉蕾.山東大學(xué) 2019
碩士論文
[1]新型光催化劑的制備及其光催化還原六價(jià)鈾(Ⅵ)的性能研究[D]. 馮津娜.華南理工大學(xué) 2019
[2]摻雜和異質(zhì)結(jié)構(gòu)筑對(duì)碳酸氧鉍光催化活性的影響及機(jī)制[D]. 梁蕾.淮北師范大學(xué) 2017
[3]基于碳酸氧鉍的鉍系光催化劑可控合成及性能研究[D]. 吳堯.南京理工大學(xué) 2017
本文編號(hào):3264906
【文章來源】:鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
半導(dǎo)體光催化機(jī)理圖
2實(shí)驗(yàn)部分15圖2.1rGO/AgBr復(fù)合光催化劑的制備流程圖2.2.2AgBr/Bi2O2CO3的制備方法本實(shí)驗(yàn)中的AgBr/Bi2O2CO3(ABOC)復(fù)合光催化劑也是通過溶劑熱法來制備的,而對(duì)于純Bi2O2CO3(BOC)來說,則是通過水熱法來制備的,并且在實(shí)驗(yàn)過程中利用表面活性劑PVP來對(duì)Bi2O2CO3進(jìn)行形貌調(diào)控。表面活性劑既具有親水基團(tuán)又具有疏水基團(tuán),它不僅可以作為模板劑在納米材料合成初期發(fā)揮其軟模板作用,從而對(duì)納米材料的形貌和粒徑大小進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制,而且還可以作為分散劑來有效抑制材料團(tuán)聚,從而提高材料的分散性。在材料合成過程中,表面活性劑的單層吸附與雙層吸附均可達(dá)到分散劑的效果。因此,表面活性劑的使用對(duì)于目前納米材料的合成來說是一種重要手段。聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作為高分子表面活性劑,在催化材料的制備中也可實(shí)現(xiàn)對(duì)納米材料的形貌調(diào)控。AgBr/Bi2O2CO3(ABOC)復(fù)合光催化劑的制備過程如圖2.2所示。
2實(shí)驗(yàn)部分16圖2.2AgBr/Bi2O2CO3復(fù)合光催化劑的制備流程圖2.3光催化劑的表征2.3.1X射線衍射可以通過分析合成物質(zhì)的衍射結(jié)果來對(duì)其物相組成及晶粒結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的儀器是X射線衍射儀(X-raydiffraction,XRD)。本實(shí)驗(yàn)中所用的是X射線波長(zhǎng)為1.5406的X’PertPRO型衍射儀,它是由荷蘭PANalytical公司制造的,儀器靶材是CuKα1,掃描范圍為0.5-90,最大工作電流為45mA,最大工作電壓為40KV,功率為2.2KW。2.3.2X射線光電子能譜對(duì)于合成物質(zhì)所含有元素種類、化學(xué)價(jià)態(tài)等情況,本實(shí)驗(yàn)中通過利用escalab250Xi型號(hào)X射線光電子能譜儀(X-rayphotoelectronspectroscopy,XPS)來對(duì)所制備樣品進(jìn)行分析。它是由美國(guó)Thermo公司制造,其激發(fā)源為AlKα靶(經(jīng)過單色化處理),以C1s結(jié)合能284.8eV進(jìn)行校正,功率為150W,500μm束斑。2.3.3掃描電子顯微鏡在本實(shí)驗(yàn)中,通過由德國(guó)卡爾蔡司公司制造的型號(hào)為Sigma500的掃描電子顯微鏡(Scanningelectronmicroscope,SEM)來對(duì)所制備樣品的微觀形貌、尺
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]工業(yè)廢水處理現(xiàn)狀與解決對(duì)策探討[J]. 閆朝陽,魏華羽. 四川化工. 2019(06)
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[3]光催化降解處理印染廢水研究進(jìn)展[J]. 宋繼梅. 印染助劑. 2018(09)
[4]太陽能光催化技術(shù)——展望未來[J]. 楊云. 當(dāng)代化工研究. 2018(08)
[5]One-pot synthesis of graphene oxide and Ni-Al layered double hydroxides nanocomposites for the efficient removal of U(VI) from wastewater[J]. Shujun Yu,Jian Wang,Shuang Song,Kunyu Sun,Jun Li,Xiangxue Wang,Zhongshan Chen,Xiangke Wang. Science China(Chemistry). 2017(03)
[6]碳酸氧鉍光催化劑的研究進(jìn)展[J]. 徐麗亞,敖燕輝,王沛芳,王超. 工業(yè)催化. 2016(01)
[7]化工染料廢水處理技術(shù)淺析[J]. 石美霞. 污染防治技術(shù). 2015(01)
[8]氨合成催化劑100年:實(shí)踐、啟迪和挑戰(zhàn)[J]. 劉化章. 催化學(xué)報(bào). 2014(10)
博士論文
[1]復(fù)合半導(dǎo)體納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其光電催化性能研究[D]. 冉蕾.山東大學(xué) 2019
碩士論文
[1]新型光催化劑的制備及其光催化還原六價(jià)鈾(Ⅵ)的性能研究[D]. 馮津娜.華南理工大學(xué) 2019
[2]摻雜和異質(zhì)結(jié)構(gòu)筑對(duì)碳酸氧鉍光催化活性的影響及機(jī)制[D]. 梁蕾.淮北師范大學(xué) 2017
[3]基于碳酸氧鉍的鉍系光催化劑可控合成及性能研究[D]. 吳堯.南京理工大學(xué) 2017
本文編號(hào):3264906
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