本文關(guān)鍵詞：幾種銅基可見光光催化劑的制備及其光催化性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光催化技術(shù)是一種新型的廢水處理和空氣凈化技術(shù)，具有高效、穩(wěn)定、綠色環(huán)保等優(yōu)點，在環(huán)境污染治理方面有良好的應(yīng)用前景。相比二氧化鈦，氧化亞銅的禁帶寬度較窄（~2.0eV），能被可見光激發(fā)，自從被報道可以在可見光的條件下將水分解生成氫氣以來，它就被認為在半導(dǎo)體光催化技術(shù)方面有很好的應(yīng)用前景，從而引起了研究者的廣泛關(guān)注。但是有關(guān)氧化亞銅的制備方法及其在實際應(yīng)用方面還存在很多問題，比如制備過程繁瑣復(fù)雜、效率低下；在實際應(yīng)用中存在著催化劑分離回收困難、循環(huán)利用率低和光催化效率低等，有待于進一步優(yōu)化和改進。本論文是在前人的研究基礎(chǔ)上，一方面對現(xiàn)有的氧化亞銅的制備方法進行改進和優(yōu)化，使其更加簡便、節(jié)能、綠色化，同時為了方便氧化亞銅粉末催化劑的分離回收并循環(huán)利用和提高氧化亞銅的光催化性能，也采用簡單高效的方法，通過負載化或復(fù)合化等手段對其改性。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 1.改進的固相法制備Cu2O納米晶及其光催化性能的研究。以Cu2(OH)2CO3和H2C2O4·2H2O為原料，采用改進的固相法，通過球磨和煅燒兩步制備出Cu2O納米晶。前驅(qū)體和煅燒后的產(chǎn)品通過XRD和TG/DTA等手段進行表征。結(jié)果表明，，球磨反應(yīng)至少進行15min，反應(yīng)物才能反應(yīng)完全。TG/DTA結(jié)果顯示，前驅(qū)體在310℃即可分解完全。對最終產(chǎn)物的XRD測試結(jié)果表明，Cu2O的晶粒大小隨著球磨時間的延長逐漸減小，隨著煅燒時間的延長逐漸增大。另外，通過對所制備氧化亞銅光催化性能測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氧化亞銅在可見光的照射下對甲基橙有很好的降解效果，光照2h后Cu2O對甲基橙可以達到88.7%的降解率。 2.界面還原法制備納米Cu2O/Ca(OH)2復(fù)合物。以CuCl2和Ca(OH)2為原料，以葡萄糖為還原劑，采用界面還原法制備出納米Cu2O/Ca(OH)2復(fù)合物。所得樣品借助X-射線衍射儀進行表征。結(jié)果表明，所得Cu2O為立方晶型，而且它的晶粒尺寸大小分布狹窄。Ca(OH)2充當雙重作用，即堿源和載體的作用。通過改變實驗條件，研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和反應(yīng)物濃度等因素對Cu2O結(jié)晶程度和晶粒大小等方面的影響。 3. Cu2O/AC光催化劑的制備及其光催化性能的研究。以活性炭為載體，以醋酸銅為銅源，以乙二醇和水的混合溶液為反應(yīng)溶劑，通過回流強迫水解和溶劑還原的方法，只需一步，便制得了Cu2O/AC光催化劑。通過XRD、SEM等手段對光催化劑進行表征。結(jié)果表明，所得Cu2O為納米尺寸，它均勻分散在載體的表面。選擇塑料增塑劑鄰苯二甲酸二甲酯作為被降解物，詳細研究了Cu2O/AC的光催化性能。 4.溶劑熱法制備可見光響應(yīng)的Cu2O/ZnO納米復(fù)合物。采用Cu(CH3COO)2·H2O、Zn(CH3COO)2·2H2O和乙二醇為原料，通過簡單的溶劑熱法制備出可見光響應(yīng)的Cu2O/ZnO復(fù)合物。所得樣品借助X-射線衍射儀和紫外-可見吸收光譜等測試手段進行表征。通過控制變量實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度和Cu2+濃度等因素均會對Cu2O/ZnO結(jié)晶程度、晶粒大小和物相組成等造成一定的影響。紫外-可見吸收光譜測試表明，Cu2O/ZnO復(fù)合物比單獨的ZnO在可見光區(qū)有更強的吸光度，所以在未來的光催化應(yīng)用中更有實用價值。 5.低溫固相法制備Cu2O/Bi2O3納米復(fù)合物及其光催化性能的研究。以CuCl，Bi(NO3)3·5H2O和NaOH為原料，采用低溫固相法成功制備出結(jié)晶良好的Cu2O/Bi2O3納米復(fù)合物。用X-射線衍射儀（XRD）對所得產(chǎn)物進行表征。結(jié)果表明，球磨時間和CuCl/Bi(NO3)3·5H2O摩爾比對產(chǎn)物的結(jié)晶程度和晶粒大小均有一定的影響。同時研究發(fā)現(xiàn)，兩種產(chǎn)物在形成復(fù)合物的過程中能夠相互促進，起到了協(xié)同作用。另外，通過對所制備Cu2O/Bi2O3納米復(fù)合物光催化性能測試，結(jié)果表明，Cu2O/Bi2O3納米復(fù)合物在可見光的照射下對羅丹明B有很好的降解，光照70min后對羅丹明B可以達到94.5%的降解率。
【關(guān)鍵詞】：氧化亞銅 復(fù)合物 固相法 界面還原法 溶劑熱法 低溫 光催化性能
【學(xué)位授予單位】：淮北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O614.121;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-34
• 1.1 Cu_2O 光催化研究進展12-13
• 1.2 Cu_2O 光催化劑的光催化機理13
• 1.3 Cu_2O 光催化劑的制備方法及優(yōu)化改性13-24
• 1.3.1 Cu_2O 光催化劑的制備方法13-20
• 1.3.2 Cu_2O 光催化劑的優(yōu)化改性20-24
• 1.4 選題的意義和研究內(nèi)容24-25
• 參考文獻25-34
• 第二章 改進的固相法制備 Cu_2O 納米晶及其光催化性能的研究34-43
• 2.1 引言34-35
• 2.2 實驗部分35-36
• 2.2.1 試劑和儀器35
• 2.2.2 Cu_2O 光催化劑的制備35
• 2.2.3 Cu_2O 光催化劑和前驅(qū)體的表征35-36
• 2.2.4 Cu_2O 光催化性能測試36
• 2.3 結(jié)果與討論36-40
• 2.3.1 Cu_2O 的制備原理36-37
• 2.3.2 前驅(qū)體的 DTA-TG 分析37-38
• 2.3.3 反應(yīng)條件對產(chǎn)物的影響38-39
• 2.3.4 Cu_2O 的光催化性能39-40
• 2.4 本章小結(jié)40
• 參考文獻40-43
• 第三章 界面還原法制備納米 Cu_2O/Ca(OH)_2復(fù)合物43-55
• 3.1 引言43-44
• 3.2 實驗部分44-45
• 3.2.1 試劑和儀器44
• 3.2.2 納米 Cu_2O/Ca(OH)_2復(fù)合物的制備44-45
• 3.2.3 試樣表征45
• 3.3 結(jié)果與討論45-50
• 3.3.1 納米 Cu_2O/Ca(OH)_2復(fù)合物的形成過程45-46
• 3.3.2 反應(yīng)條件對產(chǎn)物的影響46-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 參考文獻51-55
• 第四章 Cu_2O/AC 光催化劑的制備及其光催化性能的研究55-63
• 4.1 引言55
• 4.2 實驗部分55-57
• 4.2.1 試劑和儀器55-56
• 4.2.2 Cu_2O/AC 光催化劑的制備56
• 4.2.3 Cu_2O/AC 光催化劑的表征56
• 4.2.4 Cu_2O/AC 光催化性能測試56-57
• 4.2.5 GC-MS 測定57
• 4.3 結(jié)果與討論57-60
• 4.3.1 Cu_2O/AC 光催化劑的 XRD 和 SEM 分析57-58
• 4.3.3 Cu_2O/AC 的光催化性能58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 參考文獻61-63
• 第五章 溶劑熱法制備可見光響應(yīng)的 Cu_2O/ZnO 納米復(fù)合物63-76
• 5.1 引言63-64
• 5.2 實驗部分64-65
• 5.2.1 試劑和儀器64
• 5.2.2 Cu_2O/ZnO 復(fù)合物的制備64-65
• 5.2.3 條件控制實驗65
• 5.2.4 試樣表征65
• 5.3 結(jié)果與討論65-72
• 5.3.1 Cu_2O/ZnO 復(fù)合物的制備原理65-66
• 5.3.2 反應(yīng)條件對產(chǎn)物的影響66-71
• 5.3.3 Cu_2O/ZnO 復(fù)合物紫外-可見吸收光譜分析71-72
• 5.4 本章小結(jié)72
• 參考文獻72-76
• 第六章 低溫固相法制備 Cu_2O/Bi_2O_3納米復(fù)合物及其光催化性能的研究76-85
• 6.1 引言76-77
• 6.2 實驗部分77-78
• 6.2.1 試劑和儀器77
• 6.2.2 Cu_2O/Bi_2O_3納米復(fù)合物的制備77
• 6.2.3 試樣表征77-78
• 6.2.4 光催化降解過程78
• 6.3 結(jié)果與討論78-82
• 6.3.1 Cu_2O/Bi_2O_3納米復(fù)合物的形成原因78
• 6.3.2 反應(yīng)條件對產(chǎn)物的影響78-81
• 6.3.3 Cu_2O/Bi_2O_3納米復(fù)合物的光催化性能81-82
• 6.4 本章小結(jié)82
• 參考文獻82-85
• 第七章 主要結(jié)論與展望85-87
• 7.1 主要結(jié)論85-86
• 7.2 展望86-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文和申請專利情況87-88
• 致謝88

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：幾種銅基可見光光催化劑的制備及其光催化性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：423157