發(fā)布時間：2021-08-30 18:42

　　半導(dǎo)體光催化劑可利用太陽光作為綠色能源,通過一系列氧化-還原反應(yīng)降解有機污染物,因而在污水處理領(lǐng)域備受關(guān)注。傳統(tǒng)的光催化材料如TiO₂、ZnO等寬帶隙半導(dǎo)體,只能吸收利用太陽光的紫外部分。與紫外光相比,可見光在太陽光能量所占比例較高（45%）。為了更好的利用太陽光,尋找新型高效的可見光催化劑成為近年來的研究熱點。鐵酸鋅（ZnFe₂O₄）帶隙較窄,且具有良好的磁性,因而成為具有潛在應(yīng)用價值的可見光催化材料。但其光生電子和空穴易復(fù)合高導(dǎo)致其光催化活性仍然較低。針對這一問題,本文以ZnFe₂O₄納米材料為研究對象,利用靜電紡絲和溶劑熱技術(shù)制備了ZnFe₂O₄基異質(zhì)結(jié)復(fù)合納米纖維材料,以提高其光生電子空穴的分離,進而改善材料的可見光催化活性。主要研究內(nèi)容如下:（1）以電紡ZnFe₂O₄納米纖維為載體,結(jié)合溶劑熱技術(shù)制備了Bi₂WO₆/ZnFe_2<... 

【文章來源】：東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

半導(dǎo)體光催化反應(yīng)過程

圖 1.2 以標準氫電極為參照,常見的半導(dǎo)體光催化劑的能帶位置圖。1.1.3 半導(dǎo)體光催化劑的應(yīng)用1972 年 Fujishima 和 Honda 首次發(fā)現(xiàn)在紫外光作用下 TiO2能使水分解，這是催化研究的重要起步，1977 年 Frank 和 Bard 以 TiO2作為催化劑成功地將水中的氰化分解,這是史上第一次將光催化技術(shù)應(yīng)用到污水處理方面[1]。隨后，越來越多的科研工者加入到半導(dǎo)體光催化研究工作，到目前為止半導(dǎo)體光催化已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到眾多域。其主要如下：(1)大氣及室內(nèi)污染物的光催化氧化。建筑材料、香煙、家具等釋放到大氣的有化學(xué)物質(zhì)如: 甲醛、氨、二氯乙烯等對人體有一定的危害,光催化技術(shù)可以將這些氣有機污染物進行有效降解,因此以光催化技術(shù)為原理的空氣凈化器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于化空氣、殺菌除臭等方面[4,37,38]。(2)光催化降解水中污染物。光催化技術(shù)可以將工業(yè)廢水和生活廢水中的染料、藥等污染物降解成 CO2和 H2O 等無機小分子,因而被廣泛應(yīng)用于環(huán)境水修復(fù)等方

1.2 納米鐵酸鋅光催化劑概述1.2.1 納米鐵酸鋅的結(jié)構(gòu)性質(zhì)納米級鐵酸鹽因在光、熱、電、磁等方面表現(xiàn)出許多新奇的特性，近年來受到人們的普遍關(guān)注。鐵酸鋅是鐵酸鹽中研究最多的一種，其化學(xué)式 ZnFe2O4表示。n 型 ZnFe2O4實際上是 ZnO 與 Fe2O3通過固相反應(yīng)生成的一種全新晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料,其禁帶寬度為 1.9 eV 左右[40]。ZnFe2O4為正尖晶石結(jié)構(gòu),屬于立方晶系。ZnFe2O4的晶胞中,氧離子是按面心立方結(jié)構(gòu)分布的,而將相鄰的 4 個氧離子或者 8 個氧離子中心連線可以獲得四面體(圖 1.3 (b))或者八面體(圖 1.3 (c)),其中鋅離子占據(jù)四面體的間隙,而鐵離子則占據(jù)八面體的間隙,如圖 1.3 所示[40,41]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鐵磁材料交流磁化曲線及磁滯回線的觀測[J]. 張俊武,王紅理,黃麗清.  物理實驗. 2017(08)
[2]具有SPR效應(yīng)的Ag/Ag2MoO4材料在可見光區(qū)的光催化性能研究（英文）[J]. 楊祥龍,王尹,徐驍,瞿陽,丁星,陳浩.  催化學(xué)報. 2017(02)
[3]溶膠-凝膠法制備Bi2MoO6納米光催化劑的結(jié)構(gòu)、形貌和光磁特性（英文）[J]. V.UMAPATHY,A.MANIKANDAN,S.ARUL ANTONY,P.RAMU,P.NEERAJA.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(10)
[4]水熱與溶劑熱合成技術(shù)在無機合成中的應(yīng)用[J]. 劉小華,孫榮林.  鹽湖研究. 2008(02)
[5]半導(dǎo)體光催化技術(shù)研究進展[J]. 申玉芳,龍飛,鄒正光.  材料導(dǎo)報. 2006(06)
[6]有機污染物的半導(dǎo)體光催化降解研究進展[J]. 張莉,王立明,張立娟,劉洪國,馮緒勝.  太陽能學(xué)報. 2005(02)
[7]Preparation, characterization and photocatalytic properties of nanometer zinc ferrite[J]. Xiaojun Guo, Youli Qi, Xien Li, Shengyin Li, Wu Yang, and Jinzhang GaoChemistry and Chemical Engineering College, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China.  Journal of University of Science and Technology Beijing（English Edition）. 2004(05)
[8]半導(dǎo)體光催化研究進展與展望[J]. 韓世同,習(xí)海玲,史瑞雪,付賢智,王緒緒.  化學(xué)物理學(xué)報. 2003(05)
[9]半導(dǎo)體多相光催化研究進展及應(yīng)用技術(shù)[J]. 楊合,薛向欣,趙娜,左良.  材料與冶金學(xué)報. 2003(01)
[10]光催化技術(shù)在污水處理方面的應(yīng)用[J]. 范少華,崔玉民.  化工進展. 2002(05)

博士論文
[1]鹵氧化鉍基復(fù)合納米纖維的制備及其光催化性能研究[D]. 王可欣.東北師范大學(xué) 2016
[2]不同形貌MFe2O4（M=Mn，Zn，Co，Ni等）的合成及性能研究[D]. 侯相鈺.哈爾濱工程大學(xué) 2010

碩士論文
[1]鐵酸鋅基復(fù)合光催化劑的制備及其在凈化抗生素廢水中的應(yīng)用研究[D]. 陳龍.江蘇大學(xué) 2017
[2]基于納米硫化鋅光催化材料的制備及性能研究[D]. 王璐.山東大學(xué) 2016
[3]貴金屬修飾g-C3N4/TiO2異質(zhì)結(jié)納米纖維材料的制備及光催化產(chǎn)氫性能研究[D]. 魏心波.東北師范大學(xué) 2016
[4]C3N4@SiO2-Au復(fù)合中空納米纖維的制備及其光催化性質(zhì)研究[D]. 張歌.東北師范大學(xué) 2016
[5]氯氧化鉍/聚丙烯腈（BiOCl/PAN）復(fù)合納米纖維材料的制備及其光催化性質(zhì)研究[D]. 丑月辰.東北師范大學(xué) 2014
[6]鎢酸鉍光催化的影響因素及其反應(yīng)機理[D]. 盛珈怡.浙江大學(xué) 2014
[7]鐵酸鋅納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備及其光催化特性研究[D]. 劉鶴.長春理工大學(xué) 2013
[8]基于靜電紡絲技術(shù)構(gòu)筑一維納米材料及其電化學(xué)性能研究[D]. 孫東飛.燕山大學(xué) 2011



本文編號：3373303