礦物是具有一定化學(xué)組成的天然化合物,它不僅具有資源屬性還具有廣泛的功能屬性。因此,除了利用礦物的資源屬性進(jìn)行加工提取外,也可以利用礦物的功能屬性進(jìn)行加工與合成,并廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。羥基磷灰石（HAP）作為一種成本低廉,來源廣泛的礦物材料,已被應(yīng)用于有機(jī)污染廢水的處理。通過控制合成條件可以制備出不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的HAP,并能合理調(diào)控其光催化性能。本論文通過控制HAP合成過程中反應(yīng)溶液初始pH值、焙燒溫度、模板劑添加量、前驅(qū)液處理方式和負(fù)載金屬催化劑等手段調(diào)控HAP的光催化性能,并應(yīng)用于對甲基橙染料的降解。全文得到的研究結(jié)果如下:（1）反應(yīng)初始pH值和焙燒溫度對HAP的結(jié)晶度、粒徑和光催化性能有明顯影響,反應(yīng)pH值為11,冷凍干燥時(shí)可以制備得到結(jié)晶度為61%,長度為40-60 nm的短棒狀HAP;在紫外光的作用下,HAP能夠?qū)崿F(xiàn)甲基橙的完全礦化,而且紅外光譜表明HAP在光催化過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,并未發(fā)生溶解行為。（2）聚丙烯酰胺（PAM）作為模板劑主要對HAP的粒徑、形貌和光催化性能有明顯影響,通過調(diào)節(jié)PAM的添加量,可以控制HAP的粒徑大小在40 nm-120nm之間;光催化實(shí)驗(yàn)表明PAM添... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

HAP光催化反應(yīng)示意圖

喙獯呋?牧希?在8小時(shí)內(nèi)降解80%的亞甲基藍(lán)。也有研究采用沉淀法制備了比表面積為56m2/g的HAP，在UV照射后12h內(nèi)可除去92%的顯色劑[36]。但可見針狀或纖維狀HAP的光催化性能并不理想。在制備過程中是否需要對HAP的微觀形貌進(jìn)行控制，以及哪些形貌可以改善其光催化性能是值得研究的問題。有報(bào)道稱，采用濕化學(xué)法制備了粒徑在20nm-60nm之間的球狀納米HAP，可在2h內(nèi)降解93%的甲基橙溶液[37]。具備良好的催化性能的關(guān)鍵是顆粒的細(xì)度和微觀結(jié)構(gòu)。另一方面，小顆粒結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生大的比表面積，這也是影響HAP性能的重要因素。圖1.2HAP微觀結(jié)構(gòu)生長示意圖1.4.3組成成分受限于制備成本以及技術(shù)，想要得到純的HAP是幾乎不可能的。通常反應(yīng)會生成其他一些雜質(zhì)或其他相，比如β-Ca3(PO4)2、CaHPO4等。HAP的性質(zhì)隨各組分含量的不同而產(chǎn)生差異。因此，探究出適宜的合成方法及條件能有效提升材料的性能。有研究通過HAP合成磷酸鈣骨架，結(jié)果表明HAP的比重嚴(yán)重影響骨架的相容性以及穩(wěn)定性。當(dāng)HAP的比重維持在70%時(shí)，骨架的適用性能達(dá)到最佳狀態(tài)[38]。也有報(bào)道探究出不同HAP含量與細(xì)胞滅活速率之間的關(guān)系。結(jié)果顯示，將HAP與β-Ca3(PO4)2進(jìn)行有效混合能殺滅大部分的巨噬細(xì)胞，混合后的性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于同等濃度下的β-Ca3(PO4)2和HAP[39]。由此可以推斷，HAP作為醫(yī)用材料或光催化劑時(shí)，效率與純度之間并不是簡單的正相關(guān)，而是受反應(yīng)過程中不同相組成共同影響的。1.5HAP制備方法對結(jié)構(gòu)的影響材料的合成方法是決定材料性質(zhì)的關(guān)鍵因素。如何改變反應(yīng)過程的影響因素，實(shí)現(xiàn)對材料性質(zhì)的調(diào)控一直是材料合成領(lǐng)域的重要環(huán)節(jié)。而材料的性質(zhì)也進(jìn)一步

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文10第2章實(shí)驗(yàn)部分2.1主要儀器及試劑實(shí)驗(yàn)用到的儀器如表2.1中所列出，催化反應(yīng)裝置示意圖如圖2.1所示。表2.1實(shí)驗(yàn)儀器明細(xì)表名稱制造廠商N(yùn)4型紫外-可見分光光度計(jì)上海儀電科學(xué)儀器有限公司PHS-3C型精密pH計(jì)上海圣科儀器有限公司X射線衍射儀(XRD)，XD-5A型日本島津掃描電鏡(SEM)，JSM-5510型日本島津AUY120型電子天平日本島津SX-10-10馬弗爐武漢電廬實(shí)驗(yàn)電爐廠DF-101S磁力加熱攪拌器武漢世紀(jì)星辰科技有限公司DZF-6050型真空干燥箱上海一恒科學(xué)儀器有限公司250W的300nm高壓汞燈荷蘭飛利浦圖2.1光催化裝置示意圖實(shí)驗(yàn)試劑主要包括：氨水[NH4OH]、硝酸鈣[Ca(NO3)2]、磷酸二氫銨[NH4H2PO4]、陰離子型聚丙烯酰胺[PAM]、硼氫化鈉[NaBH4]、四氯金酸[HAuCl4·4H2O]、檸檬酸三鈉[Na3C6H5O7·2H2O]等，以上均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。2.2實(shí)驗(yàn)方法2.2.1HAP制備方法首先調(diào)配0.5M的硝酸鈣[Ca(NO3)2]溶液和0.3M的磷酸二氫銨[NH4H2(PO4)2]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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