發(fā)布時(shí)間：2017-07-19 19:13

  本文關(guān)鍵詞：溶劑熱法合成系列鈦酸鉍與二氧化鈦異質(zhì)結(jié)及其催化性能的研究

  更多相關(guān)文章： 光催化 異質(zhì)結(jié)材料 溶劑熱 鈦酸鉍系異質(zhì)結(jié) 降解 抗生素

【摘要】：近年來(lái),由于有害的有機(jī)化學(xué)品在工業(yè)和農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用而導(dǎo)致水環(huán)境的污染越來(lái)越嚴(yán)重。因此,研究更好的方法去處理水污染也變得尤為重要。在光催化技術(shù)方面,TiO2因其無(wú)毒、催化活性高、穩(wěn)定性好而被廣泛應(yīng)用。但由于TiO2禁帶寬度較大,只有紫外光活性。為了提高TiO2的可見(jiàn)光活性,人們研究了WiO2的摻雜技術(shù)。氧化鈦與鈦酸鉍的異質(zhì)結(jié)材料結(jié)合了鈦酸鉍材料的窄禁帶寬度以及異質(zhì)結(jié)利于電子-空穴對(duì)分離的優(yōu)點(diǎn),使其材料的可見(jiàn)光活性更高。本文主要從以下幾個(gè)方面研究鈦酸鉍-二氧化鈦的異質(zhì)結(jié)光催化材料。以乙醇、丙三醇的混合液為醇溶劑,硝酸鉍作為鉍源,鈦酸四丁酯為鈦源,利用溶劑熱法制備了Bi2Ti2O7/TiO2異質(zhì)結(jié)。采用粉末X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外-可見(jiàn)漫反射光譜(UV-Vis)、比表面積測(cè)試(BET)和Zeta電位等技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行表征,同時(shí)利用循環(huán)伏安法(CV)和阻抗進(jìn)行電化學(xué)性能表征。以鹽酸金霉素,鹽酸四環(huán)素和氧氟沙星為目標(biāo)污染物,在模擬太陽(yáng)光的照射下,考察了樣品的光催化性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明與Bi2Ti2O7、TiO2相比,B12Ti2O7/TiO2異質(zhì)結(jié)光譜響應(yīng)范圍拓寬至600nm；比表面積更大,達(dá)到80.38m2/g；電子傳遞和電子與空穴分離速度更快。在光催化降解中,Bi2Ti2O7/TiO2異質(zhì)結(jié)的降解速率最大,對(duì)三種抗生素的去除率分別達(dá)到98.66%,97.91%和95.66%；Bi2Ti2O7對(duì)三種抗生素的去除率分別為90.6%,93.19%和88.86%；TiO2對(duì)三種抗生素的去除率分別為72.74%,86.57%和90.13%。實(shí)驗(yàn)中抗生素的降解過(guò)程均符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。以硝酸鉍為鉍源,鈦酸四丁酯為鈦源,丙三醇和乙醇為溶劑,通過(guò)改變丙三醇和乙醇的溶劑比及煅燒溫度制備Bi2Ti2O7/TiO2,Bi4Ti3O12/TiO2,Bi2Ti4O11/TiO2, Bi2TiO32/TiO2系列異質(zhì)結(jié)材料。采用粉末X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、高倍透射電鏡(HR-TEM)、差熱-熱重(TG-DTA)、傅里葉變換紅外吸收光譜儀(FT-IR)、比表面積測(cè)試(BET)以及紫外.可見(jiàn)漫反射光譜(UV-Vis)等表征方法對(duì)樣品進(jìn)行了表征,同時(shí)利用循環(huán)伏安法(CV)和阻抗進(jìn)行電化學(xué)性能表征。在模擬太陽(yáng)光金鹵燈的照射下,以亞甲藍(lán),鹽酸金霉素,鹽酸四環(huán)素,和氧氟沙星為目標(biāo)污染物,考察了樣品的光催化活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明鈦酸鉍系列異質(zhì)結(jié)的禁帶寬度為2.33-2.92eV。與溶劑熱法制備的TiO2相比,Bi2Ti2O7/TiO2,Bi4Ti3O12/TiO2, Bi2Ti4O11/TiO2,Bi2oTiO32/TiO2的比表面積分別為80.38、37.25、13.50和13.86m2/G,Ti02的比表面積為9.08 m2/g。在電化學(xué)性能方面鈦酸鉍系列異質(zhì)結(jié)的電子傳遞更快。在光催化的降解方面,Bi2Ti4O11/TiO2、Bi20TiO32/TiO2、Bi4Ti3O12/TiO 和 Bi2Ti2O7/TiO2對(duì)亞甲藍(lán)的去除率分別為：99.6%,98.1%,91.1%和84.9%；對(duì)鹽酸金霉素的去除率分別為99.1%,98.4%,97.5%和98.2%；對(duì)鹽酸四環(huán)素的去除率分別為99.3%,99.1%,97.2%和98.2%；對(duì)氧氟沙星的去除率分別為98.3%,97.1%,96.5%和95.3%。溶劑比和煅燒溫度影響異質(zhì)結(jié)組成和形貌。
【關(guān)鍵詞】：光催化 異質(zhì)結(jié)材料 溶劑熱 鈦酸鉍系異質(zhì)結(jié) 降解 抗生素
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 光催化材料簡(jiǎn)介9-12
• 1.2.1 光催化反應(yīng)機(jī)理9-11
• 1.2.2 光催化材料的應(yīng)用11-12
• 1.3 新型光催化材料研究進(jìn)展12-14
• 1.3.1 鈦酸鉍系光催化材料13-14
• 1.4 異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑14-17
• 1.4.1 異質(zhì)結(jié)光催化劑的性質(zhì)14
• 1.4.2 異質(zhì)結(jié)材料的制備14-17
• 1.5 抗生素廢水的處理17-19
• 1.5.1 生物處理法17-18
• 1.5.2 抗生素廢水處理物理方法18
• 1.5.3 抗生素廢水的化學(xué)處理方法18-19
• 1.6 選題的意義和內(nèi)容19-21
• 1.6.1 論文的選題意義19
• 1.6.2 本論文的研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 Bi_2Ti_2O_7/TiO_2異質(zhì)結(jié)的制備及其光催化性能的研究21-37
• 2.1 引言21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分21-24
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品21-22
• 2.2.2 材料的制備22-23
• 2.2.3 材料的表征23-24
• 2.2.4 光活性測(cè)定24
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析24-36
• 2.3.1 XRD分析24-25
• 2.3.2 SEM測(cè)定25-26
• 2.3.3 UV-Vis測(cè)定26-28
• 2.3.4 BET測(cè)定28-29
• 2.3.5 電化學(xué)性能測(cè)試29-30
• 2.3.6 光催化活性測(cè)定30-35
• 2.3.7 Zeta電位的測(cè)定35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 不同鈦酸鉍異質(zhì)結(jié)的制備及表征37-56
• 3.1 引言37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分37-40
• 3.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑與儀器37-38
• 3.2.2 材料的制備38
• 3.2.3 材料的表征方法38-39
• 3.2.4 光催化活性測(cè)定39-40
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析40-54
• 3.3.1 XRD分析40-42
• 3.3.2 SEM,TEM及HRTEM圖42-44
• 3.3.3 FT-IR分析44-45
• 3.3.4 TG/DTA分析45-47
• 3.3.5 UV-Vis測(cè)定47-49
• 3.3.6 BET測(cè)定49-50
• 3.3.7 電化學(xué)性能測(cè)試50-52
• 3.3.8 光催化活性測(cè)定52-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第四章 結(jié)論與展望56-57
• 4.1 結(jié)論56
• 4.2 創(chuàng)新點(diǎn)56
• 4.3 展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-64
• 碩士期間已發(fā)表的論文64-65
• 致謝65

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本文編號(hào)：564409