隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展,由于資源的大量消耗,嚴(yán)重的環(huán)境污染問題接踵而來,在各種污染物中,空氣和水中的有機污染物引起了人們廣泛的關(guān)注。因此開發(fā)有效、經(jīng)濟的技術(shù)處理這些有機污染物十分必要。目前,許多技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)和利用,包括吸附、離子交換、膜過濾、電解、光催化和高級氧化過程等。與其他方法相比,光催化被認(rèn)為是一種低成本、環(huán)保且有效降低有機污染物的策略。金屬有機骨架（MOFs）作為一種典型的無機-有機多孔材料廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域,近年來尤其在光催化領(lǐng)域得到了迅速的發(fā)展,但其自身作為光催化劑仍然存在一些缺陷,從而限制了其實際應(yīng)用。因此,需對MOFs材料進(jìn)行改性以提高其光催化活性。本論文以改善MOFs材料光催化活性為目的,選用常見的MOF材料UiO-66（Zr）和MIL-101（Fe）為研究對象,分別制備了UiO-66納米粒@花狀MoS₂、SnS₂ NPs@UiO-66和PL@MIL-101（Fe）三種復(fù)合光催化材料。本論文內(nèi)容主要包括以下部分:第一章,首先介紹了光催化的基本反應(yīng)原理、光催化劑的主要類型及影響光催化活性的因素;其次對MOFs的定義、分類和... 

【文章來源】：西北師范大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

半導(dǎo)體光催化反應(yīng)機理示意圖

瓿芍屑涮逶詘糇磄-C3N4上原位制備多面體ZIF-8納米粒子。Huang等[87]開發(fā)了一種簡便的溶劑熱法制備了g-C3N4/MIL-53(Fe)復(fù)合光催化劑，即將g-C3N4嵌入了MIL-53(Fe)的表面以產(chǎn)生異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，提高了光生電子的轉(zhuǎn)移效率，通過在可見光下對Cr(VI)的還原評價了其光催化活性。結(jié)果表明，其反應(yīng)速率為0.0191（比純MIL-53(Fe)和g-C3N4的反應(yīng)速率高3.4和4.8倍）；g-C3N4的CB上的e-被轉(zhuǎn)移到MIL-53(Fe)的CB，此外，來自MIL-53(Fe)的VB上的h+轉(zhuǎn)移到MIL-53(Fe)的VB，說明g-C3N4可減少電荷復(fù)合并在MIL-53(Fe)的CB中收集更多的自由電子。圖1-2ZCN-X復(fù)合材料的合成示意圖Fig.1-2SyntheticschematicdiagramofZCN-Xcompositematerial（2）MOF/C復(fù)合光催化劑研究表明，向MOFs中引入碳材料（如：氧化石墨烯（GOs）和碳納米管（CNTs））可在很大程度上改變其形態(tài)和結(jié)構(gòu)，從而增加材料的表面積[88,89]，并能改善MOFs的分散力，有助于吸附容量的提高[90,91]。同時，碳材料的存在可通過阻塞通道（位阻效應(yīng)）和與有機連接基競爭以占據(jù)金屬位點，從而能有效減少中毒作用[92]。此外，還可改善其他性能，如高機械性能、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、彈性強度和出色的電子熱穩(wěn)定性[93]。其優(yōu)勢促進(jìn)了MOF/碳材料（MOFs-C）在更多領(lǐng)域中的應(yīng)用，可作為環(huán)境友好、高效的光催化劑，以補救大氣和水環(huán)境的污染。Yuan等[94]采用一鍋自組裝法制備了Ag/MIL-125(Ti)/RGO復(fù)合材料，顯著提高了可見光下對RhB的光催化降解效率，50min內(nèi)去除率達(dá)到100％。復(fù)合材料的表觀速率常數(shù)是純MIL-125(Ti)的1.62倍，RGO的二維共軛結(jié)構(gòu)促進(jìn)了電荷沿RGO片材界面轉(zhuǎn)移，從而實現(xiàn)了有效的電荷分離。Huang等[95]報道的NH2-MIL-125(Ti)/RGO及Yang等[96]報道的NH2-MIL-53(Al)/RGO材料對MB的光催化降解中也有類似的結(jié)果?

第1章緒論13圖1-3UiO-66的晶體結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-3SchematicdiagramofthecrystalstructureofUiO-661.3.2UiO-66(Zr)材料主要合成方法（1）溶劑熱合成通過溶劑熱法首次合成了UiO-66，是將ZrCl4與對苯二甲酸（H2BDC）溶解于DMF中并密封在水熱反應(yīng)器中，120°C下加熱24h，獲得微晶粉末。通過在系統(tǒng)中添加單齒配體（如苯甲酸或乙酸（AA））以誘導(dǎo)與原始橋聯(lián)配體的配位競爭，可以調(diào)節(jié)配位過程以獲得具有改進(jìn)晶粒尺寸的晶體[131]。有關(guān)苯甲酸和AA對UiO-66及UiO-66-NH2的大小和形態(tài)調(diào)節(jié)作用已有系統(tǒng)研究[132]。結(jié)果表明，當(dāng)加入的苯甲酸的化學(xué)計量為30倍時，產(chǎn)品的晶粒直徑有明顯提升，并從聚集顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)榘嗣骟w晶體。盡管溶劑熱法會實現(xiàn)高結(jié)晶度和均勻的形態(tài)，但耗時較長并且產(chǎn)品收率低，這很難實現(xiàn)高效的批量生產(chǎn)。（2）微波輔助合成微波輔助合成的優(yōu)勢就是能縮短反應(yīng)時間。Chen等[133]通過微波輔助法合成的UiO-66僅需2h，同時，在體系中添加苯甲酸作為調(diào)節(jié)劑能有效提高UiO-66的比表面積（從888m2/g增至1661m2/g）。Taddei等[134]研究了微波輔助法對UiO-66合成效率和性能的影響，該方法合成的UiO-66在形態(tài)、晶體尺寸和結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)溶劑熱法獲得的UiO-66相比沒有明顯差異。微波輔助法可有效擴大合成范圍、縮短反應(yīng)時間，理論產(chǎn)量可達(dá)2241kg·m-3·d-1。（3）機械化學(xué)合成合成UiOs的關(guān)鍵因素是獲得Zr6O4(OH)4團(tuán)簇。Uzarevic等[135]先利用Zr(OPr)4制備Zr基前驅(qū)體Zr6O4(OH)4(C3H3CO2)12，然后通過機械化學(xué)合成UiO-66

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]寬pH條件下運行的太陽光催化鎢酸鉍降解抗生素諾氟沙星（英文）[J]. 陳美娟,黃宇,朱威.  催化學(xué)報. 2019(05)
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碩士論文
[1]應(yīng)用金屬離子摻雜MIL-101（Fe）催化劑活化過硫酸鹽技術(shù)降解水中有機污染物的研究[D]. 段美娟.華南理工大學(xué) 2017
[2]廢棄花葉基活性炭材料的制備及其吸附性能研究[D]. 劉潔.西北師范大學(xué) 2016
[3]碳酸鈣微晶的仿生合成及性質(zhì)研究[D]. 倪娜.安徽大學(xué) 2011



本文編號：3569424