本文關(guān)鍵詞：礦渣及礦渣棉副產(chǎn)渣球制備光催化材料的比較研究

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【摘要】：實驗以九水硝酸鐵為鐵源、鈦酸四丁酯為鈦源,經(jīng)酸刻蝕的礦渣(WBFS)和渣球(BFSFS)為載體,采用溶膠凝膠法制備礦渣(WBFS)或渣球(BFSFS)負載Fe_2O_3和TiO_2(TiO_2/Fe_2O_3/WBFS或TiO_2/Fe_2O_3/BFSFS)光催化材料以及礦渣或渣球負載鐵摻雜TiO_2(Fe-TiO_2/WBFS或Fe-TiO_2/BFSFS)光催化材料。通過X射線衍射儀、場發(fā)射掃描電鏡、UV-vis、拉曼光譜、發(fā)射光譜等測試手段對材料進行表征。在可見光照射下,以亞甲基藍溶液(MB)作為降解目標(biāo),對所得負載型光催化劑進行光催化活性評價,得到主要結(jié)果如下:1)將Fe_2O_3負載于預(yù)處理的礦渣表面經(jīng)700℃煅燒冷卻后,繼續(xù)負載1次TiO_2,經(jīng)550℃煅燒制備TiO_2/Fe_2O_3/WBFS光催化材料。TiO_2/Fe_2O_3/WBFS光催化活性優(yōu)于Fe_2O_3/WBFS和TiO_2/WBFS,在模擬太陽光照射照射360 min時TiO_2/Fe_2O_3/WBFS對亞甲基藍的降解率為90%。2)鐵離子摻雜量為2 mol%,煅燒溫度為450℃條件下獲得的FeTiO_2/WBFS,其物相組成為銳鈦礦與金紅石的混合晶型,微觀形貌呈多孔狀。在氙燈照射180 min時,Fe-TiO_2/WBFS對亞甲基藍溶液的降解率達到95%,其光催化性能優(yōu)于TiO_2/WBFS。經(jīng)5次重復(fù)利用后,Fe-TiO_2/WBFS光催化降解率仍可達到75%。3)以BFSFS為載體制備的Fe-TiO_2/BFSFS材料的光催化活性優(yōu)于以礦渣為載體制備的Fe-TiO_2/WBFS材料。在氙燈照射180 min時,Fe-TiO_2/BFSFS的光催化降解率可達95.11%,相比于Fe-TiO_2/WBFS光催化活性提高了3.2%。TiO_2/Fe_2O_3/BFSFS的光催化降解率可達90%,相比于TiO_2/Fe_2O_3/WBFS光催化活性提高了10%。4)經(jīng)5次重復(fù)利用后Fe-TiO_2/BFSFS仍表現(xiàn)出比Fe-TiO_2/WBFS更好的光催化效果。5次使用后,Fe-TiO_2/BFSFS對亞甲基藍的降解率為78%,比FeTiO_2/WBFS提高了3%。
【關(guān)鍵詞】：光催化 二氧化鈦 氧化鐵 鐵摻雜 重復(fù)利用
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X757;O643.36;O644.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 文獻綜述10-20
• 1.1 光催化機理的研究10-12
• 1.1.1 光催化技術(shù)的現(xiàn)實意義10
• 1.1.2 光催化材料的特點10-11
• 1.1.3 光催化的基本原理11-12
• 1.2 納米二氧化鈦光催化性能的研究12-14
• 1.2.1 納米二氧化鈦光催化反應(yīng)機理12
• 1.2.2 影響二氧化鈦光催化活性的因素12-14
• 1.3 納米氧化鐵光催化性能的研究14-15
• 1.3.1 納米氧化鐵光催化反應(yīng)機理14
• 1.3.2 納米氧化鐵光催化活性的影響因素14-15
• 1.4 納米半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的研究15-17
• 1.4.1 半導(dǎo)體復(fù)合材料光催化研究機理15-16
• 1.4.2 半導(dǎo)體復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域16-17
• 1.5 光催化劑載體17-18
• 1.5.1 光催化劑載體的種類17
• 1.5.2 光催化載體的特點17-18
• 1.6 選題的意義及研究內(nèi)容18-20
• 第2章 實驗部分20-26
• 2.1 實驗儀器與設(shè)備20
• 2.2 實驗原料與試劑20-21
• 2.2.1 實驗原料20-21
• 2.2.2 實驗試劑21
• 2.3 實驗方案及步驟21-26
• 2.3.1 實驗內(nèi)容21-22
• 2.3.2 實驗方法22
• 2.3.3 實驗步驟22-23
• 2.3.4 表征手段23-24
• 2.3.5 光催化活性測試24-26
• 第3章 TiO_2/Fe_2O_3/WBFS復(fù)合光催化材料的制備及性能研究26-42
• 3.1 煅燒溫度對Fe_2O_3/WBFS復(fù)合物的影響26-31
• 3.1.1 煅燒溫度范圍的確定26-27
• 3.1.2 煅燒溫度對材料相組成的影響27-28
• 3.1.3 煅燒溫度對材料顯微結(jié)構(gòu)的影響28-30
• 3.1.4 煅燒溫度對復(fù)合材料光催化性能的影響30-31
• 3.2 檸檬酸與鐵離子的摩爾比對Fe_2O_3/WBFS復(fù)合物的影響31-34
• 3.2.1 檸檬酸與鐵離子的摩爾比對材料相組成的影響31-32
• 3.2.2 檸檬酸與鐵離子的摩爾比對材料顯微結(jié)構(gòu)的影響32-34
• 3.2.3 檸檬酸與鐵離子的摩爾比對材料光催化性能的影響34
• 3.3 煅燒溫度對Ti O_2/Fe_2O_3/WBFS復(fù)合光催化材料的影響34-36
• 3.3.1 煅燒溫度對材料顯微結(jié)構(gòu)的影響35-36
• 3.3.2 煅燒溫度對材料光催化活性的影響36
• 3.4 TiO_2的負載次數(shù)對TiO_2/Fe_2O_3/WBFS復(fù)合材料的影響36-38
• 3.4.1 TiO_2負載次數(shù)對復(fù)合材料表面顯微結(jié)構(gòu)的影響37-38
• 3.4.2 TiO_2負載次數(shù)對復(fù)合材料的光催化性能影響38
• 3.5 可見光下Ti O_2/Fe_2O_3/WBFS的光催化性能38-41
• 3.5.1 TiO_2/Fe_2O_3/WBFS復(fù)合材料光催化活性測試38-40
• 3.5.2 TiO_2/Fe_2O_3/WBFS的重復(fù)利用實驗40-41
• 3.5.3 光催化性能的機理研究41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第4章 礦渣負載鐵摻雜二氧化鈦復(fù)合光催化材料的研究42-52
• 4.1 煅燒溫度對Fe-TiO_2/WBFS復(fù)合光催材料的影響42-45
• 4.1.1 煅燒溫度對材料相組成的影響42-43
• 4.1.2 煅燒溫度對材料顯微結(jié)構(gòu)的影響43-44
• 4.1.3 煅燒溫度對復(fù)合材料光催化性能的影響44-45
• 4.2 鐵離子摻雜量對Fe-TiO_2/WBFS復(fù)合光催材料的影響45-51
• 4.2.1 鐵離子摻雜量對材料相組成的影響45-47
• 4.2.3 鐵離子摻雜量對材料吸收光譜的影響47-48
• 4.2.4 鐵離子摻雜量對材料發(fā)射光譜的影響48-49
• 4.2.5 鐵離子摻雜量對材料光催化性能的影響49-50
• 4.2.6 Fe-TiO_2/WBFS的重復(fù)利用實驗50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第5章 載體對光催化材料性能的影響52-58
• 5.1 載體對鐵摻雜二氧化鈦光催化活性的影響52-54
• 5.2 載體對TiO_2/Fe_2O_3復(fù)合物光催化性能的影響54-55
• 5.3 載體對復(fù)合光催化材料重復(fù)利用性能的影響55-56
• 5.4 本章小結(jié)56-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻59-63
• 致謝63-64
• 導(dǎo)師簡介64-65
• 作者簡介65-66
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集66

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