人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速進(jìn)步的同時(shí)產(chǎn)生了大量的有機(jī)工業(yè)廢料和垃圾進(jìn)入水中,大量的有機(jī)污染物排放到環(huán)境中,嚴(yán)重影響著人類環(huán)境以及社會(huì)發(fā)展。因此,水環(huán)境的治理問題變得重要,越來越多研究人員關(guān)注水污染處理領(lǐng)域的研究。半導(dǎo)體光催化技術(shù)是一種環(huán)保的技術(shù),被業(yè)界公認(rèn)是處理水污染最有效的技術(shù)之一,該技術(shù)高效的利用太陽光有效的解決了水環(huán)境的治理問題。目前,半導(dǎo)體光催化材料通常存在的問題是太陽光利用率低,而且光生電子空穴對(duì)容易重組,致使光催化效率低。Bi₂MO₆（M=W,Mo）材料擁有獨(dú)特的Aurivillius層狀結(jié)構(gòu)和較為合適的禁帶寬度,但是相對(duì)低的太陽光利用率和較高的光生電子-空穴復(fù)合限制了它們的實(shí)際應(yīng)用。金屬酞菁無毒,穩(wěn)定,耐腐蝕性好,在太陽光的長的可見光區(qū)有強(qiáng)的吸收,近些年來,被廣泛的應(yīng)用的光催化領(lǐng)域,作為新型的光催化劑。本論文主要圍繞Bi₂MO₆（M=W,Mo）基納米材料結(jié)合酞菁銅（CuPc）展開研究,利用靜電紡絲技術(shù)制備具有一維形貌的Bi₂MO₆（M=W,Mo）基異質(zhì)... 

【文章來源】：齊魯工業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水污染圖[4]

太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，易于儲(chǔ)存，處理環(huán)境污染問題效果顯著。半導(dǎo)體光催化劑材料的導(dǎo)帶(CB)和價(jià)帶(VB)之間稱為禁帶(Eg)。在太陽光下照射時(shí)，半導(dǎo)體材料接收到的光照能量大于或者等于其禁帶時(shí)，價(jià)帶被激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)；還原能力的電子進(jìn)入導(dǎo)帶，在價(jià)帶中留下空穴，空穴具備氧化能力。一些電子和空穴在半導(dǎo)體光催化劑的表面或者內(nèi)部進(jìn)行重組，從而失去了氧化還原能力。遷移到導(dǎo)帶和價(jià)帶的電子和空穴會(huì)與催化劑材料表面的水或氧氣生成具有更強(qiáng)氧化還原能力的自由基。這些自由基將有機(jī)污染物降解為最終產(chǎn)物水和二氧化碳[11](圖1.2)。圖1.2半導(dǎo)體光催化機(jī)理圖[5]1.2Bi2MO6(M=Mo,W)光催化劑的研究進(jìn)展1972年，初次利用二氧化鈦來分解水中的氰化物，越來越多的研究學(xué)者開始研究應(yīng)用半導(dǎo)體光催化劑降解水中污染物的方法[12]。二氧化鈦具有穩(wěn)定性好，無毒等特點(diǎn)，引起了學(xué)者的研究熱情。但是，二氧化鈦?zhàn)鳛榘雽?dǎo)體光催化劑，禁帶寬，只能吸收在太陽光譜中的紫外光（紫外光占據(jù)太陽光的5%)，嚴(yán)重影響了它在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用。因而，開發(fā)新型的光催化劑迫在眉睫，是光催化領(lǐng)域研究學(xué)者們急需解決的難題之一。截止目前，替代二氧化鈦的不同結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體光催化材料的報(bào)道很多，例如Bi2MoO6[13]，Bi2WO6[14]，BiOI[15]等。其中Bi2MoO6作為代替的半導(dǎo)體光催化材料，它帶隙介于2.5-2.8eV之間，屬于Aurivillius家族的一員，具有Aurivillius層狀結(jié)構(gòu)，以點(diǎn)相鄰的MoO6八面體夾層在(Bi2O2)2+單元中形成相似三明治結(jié)構(gòu)。由于獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)，層與層間的電荷靜電作用，在受光激發(fā)后，促進(jìn)了電子-空穴對(duì)的分離。Bi2MoO6半導(dǎo)體材料與二氧化鈦相比，太陽光的利用率明

第1章緒論4四周有四個(gè)苯環(huán)結(jié)構(gòu)，苯環(huán)結(jié)構(gòu)性質(zhì)與苯環(huán)及其相似，因此易于被不同的取代基取代，合成取代基酞菁。在酞菁中不同的取代位置通常性質(zhì)是不同的。(3)對(duì)稱與不對(duì)稱酞菁。根據(jù)取代基酞菁的結(jié)構(gòu)，它分為對(duì)稱酞菁和不對(duì)稱酞菁。如果酞菁上的苯環(huán)被不同數(shù)量、不同的取代基所取代，容易生成對(duì)稱和不對(duì)稱的酞菁。圖1.3四硝基金屬酞菁結(jié)構(gòu)[20]1.3.2酞菁化合物的合成方法介紹酞菁化合物近些年來發(fā)展極為迅速，越來越多的研究學(xué)者開始關(guān)注。它的用途也開始由最初的染料開始轉(zhuǎn)變，發(fā)展到眾多領(lǐng)域，包括太陽能電池，化學(xué)傳感器，有機(jī)半導(dǎo)體光催化材料等。酞菁類化合物的制備方法大致有以下幾種，使用鄰苯二甲腈合成[21]：該方法的產(chǎn)率高，制備的純度高，是目前最廣泛的合成方法，也可以采用該方法合成取代基酞菁。大部分的酞菁化合物都是通過該路線合成出來的。苯酐-尿素路線[22]：此方法的原料主要是價(jià)格較為低廉的鄰苯二甲酸酐以及尿素的含有氮的物質(zhì)，它包含固相法和液相法兩種，固相法較為常見。將鄰苯二甲酸酐，尿素，鉬酸銨和金屬鹽離子按照一定的比例混合，不斷地加熱，攪拌，研磨，直至完全融化。維持?jǐn)?shù)小時(shí)后，將反應(yīng)物沖洗得到產(chǎn)物即為固相法。有些酞菁可以在低溫下合成，稱此為低溫合成法。1.3.3納米級(jí)金屬酞菁光催化劑的研究現(xiàn)狀酞菁內(nèi)環(huán)上形成空穴，嵌入金屬離子形成金屬酞菁。金屬酞菁具有穩(wěn)定性好，無毒，耐酸堿腐蝕等性質(zhì)，近年來，被越來越多的科研工作者應(yīng)用在催化領(lǐng)域。依據(jù)金屬酞菁不同的中心金屬元素，金屬酞菁具有不同的性質(zhì)。例如酞菁銅，酞菁鈷氧化性能較好，而酞菁鋅表現(xiàn)出良好的光催化性能。ZengcaiGuo等[23]溶劑熱法制備酞菁鋅空管，通過XRD，SEM，TEM等測量了酞菁鋅的組成以及形貌，光催化降解RhB溶液時(shí)展現(xiàn)出高效?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]金屬酞菁的固相法合成[J]. 殷煥順,鄧建成,周燕.  染料與染色. 2004(03)

碩士論文
[1]磁性生物炭活化過硫酸鹽降解水中有機(jī)污染物的研究[D]. 榮幸.山東大學(xué) 2019
[2]Mg-Al LDH/SWCNT復(fù)合材料的煅燒產(chǎn)物對(duì)水中苯酚類污染物的快速吸附[D]. 張昭陽.山東大學(xué) 2019
[3]一維Bi2MO6（M=W,Mo）異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備及光催化性能研究[D]. 王欽宇.齊魯工業(yè)大學(xué) 2019
[4]利用光催化技術(shù)處理含酚工業(yè)廢水的研究[D]. 商雪威.內(nèi)蒙古大學(xué) 2016
[5]金屬酞菁—碳納米管復(fù)合材料的合成及其催化性能研究[D]. 萬毅.常州大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3536944