本文關(guān)鍵詞：水熱法制備二硫化鉬納米材料及其光催化性能研究

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【摘要】：二硫化鉬(MoS_2)是一種典型的過渡金屬硫化物,具有類石墨烯的層狀結(jié)構(gòu),摩擦系數(shù)低、禁帶寬度窄、比表面積大,常應(yīng)用在固體潤(rùn)滑劑、電極材料、催化劑等方面。納米尺度的MoS_2邊緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、活性位點(diǎn)多、不飽和性高,因此其光催化性能優(yōu)異,在降解廢棄染料方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本論文采用水熱法制備了MoS_2納米材料,測(cè)試了其光催化羅丹明B溶液的降解效率,并以此為指標(biāo)優(yōu)化了工藝參數(shù)。在優(yōu)化后工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上,添加了不同類型的表面活性劑調(diào)控MoS_2納米材料表面結(jié)構(gòu)及形貌,并分析了其對(duì)MoS_2納米材料催化活性的影響,同時(shí)探討了MoS_2的光催化機(jī)理。具體內(nèi)容如下：1.以鉬酸鈉(Na_2MoO_4·2H_2O)為鉬源,以硫脲(CS(NH2)2)為硫源,用鹽酸(HCl)調(diào)節(jié)前驅(qū)體溶液pH值,通過改變Mo/S原子比、反應(yīng)時(shí)間(h)、反應(yīng)溫度(℃)、前驅(qū)體溶液pH值、反應(yīng)釜內(nèi)填充度(%)等實(shí)驗(yàn)參數(shù)制備出了樣品,利用XRD、EDS、SEM等表征測(cè)試,結(jié)果表明所制備的樣品均為MoS_2納米材料。2.以MoS_2納米材料光催化羅丹明B溶液的降解效率為極差參數(shù),確定了影響MoS_2水熱生長(zhǎng)各因素主次關(guān)系為：pH值反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)溫度Mo/S原子比填充度,并獲得了制備MoS_2納米材料較優(yōu)的工藝參數(shù)為Mo/S=1/5,反應(yīng)時(shí)間=24h,反應(yīng)溫度=200℃,pH值=1,填充度=50%。3.測(cè)試了較優(yōu)的工藝參數(shù)下制備的MoS_2納米材料光催化不同染料的降解效率,結(jié)果表明MoS_2納米材料光催化羅丹明B、亞甲基藍(lán)和剛果紅溶液的降解效率相對(duì)較高,分別為95%、92%、87%,光催化甲基橙溶液的降解效率相對(duì)較低,只有65%；同時(shí)探討了不同光源對(duì)MoS_2納米材料催化活性的影響,結(jié)果是在紫外殺菌燈、高壓汞燈及白熾燈照射下,MoS_2納米材料光催化羅丹明B溶液的降解效率分別為98%、95%、86%,可見其在紫外殺菌燈照射下催化活性最高,其次是在高壓汞燈照射下,最后是在白熾燈照射下。4.在較優(yōu)的工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了添加不同類型的表面活性劑的單因素實(shí)驗(yàn),探討了表面活性劑對(duì)MoS_2納米材料表面結(jié)構(gòu)、形貌的調(diào)控作用以及對(duì)其光催化活性的影響作用,結(jié)果表明添加CTAB制備出的MoS_2納米材料對(duì)羅丹明B溶液的催化活性相對(duì)最優(yōu),降解效率高達(dá)98%,其次是添加PVP制備出的MoS_2納米材料,降解效率為92%,最后是添加SDBS制備出的MoS_2納米材料,降解效率只有78%。
【關(guān)鍵詞】：水熱法 MoS_2 納米材料 光催化
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 引言9-10
• 1.2 納米材料的特征及應(yīng)用10-13
• 1.2.1 納米材料的特征10-12
• 1.2.2 納米材料的應(yīng)用12-13
• 1.3 MoS_2納米材料的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用13-19
• 1.3.1 MoS_2納米材料的特性14-15
• 1.3.2 MoS_2納米材料的制備方法15-18
• 1.3.3 MoS_2納米材料的應(yīng)用18-19
• 1.4 光催化材料的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.5 本論文主要工作20-23
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方案與樣品表征方法23-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方案23-26
• 2.1.1 選擇實(shí)驗(yàn)方法23
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)中用到的試劑與主要設(shè)備23-24
• 2.1.3 正交實(shí)驗(yàn)24-25
• 2.1.4 單因素實(shí)驗(yàn)25
• 2.1.5 添加表面活性劑的單因素實(shí)驗(yàn)25-26
• 2.1.6 工藝流程與主要反應(yīng)機(jī)理26
• 2.2 表征方法與測(cè)試方法26-28
• 2.2.1 樣品的物相與形貌表征26-27
• 2.2.2 光催化性能的測(cè)試方法27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第三章 MoS_2納米材料的制備及表征29-51
• 3.1 正交實(shí)驗(yàn)29-31
• 3.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析31-37
• 3.2.1 反應(yīng)產(chǎn)物X射線衍射儀分析31-35
• 3.2.2 極差分析35-37
• 3.3 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析37-42
• 3.3.1 反應(yīng)產(chǎn)物X射線衍射譜分析38-40
• 3.3.2 優(yōu)化工藝40-42
• 3.4 優(yōu)化工藝參數(shù)下實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析42-44
• 3.4.1 反應(yīng)產(chǎn)物X射線衍射譜分析42-43
• 3.4.2 反應(yīng)產(chǎn)物掃描電子顯微鏡分析43-44
• 3.4.3 反應(yīng)產(chǎn)物紫外可見吸收光譜分析44
• 3.5 添加不同表面活性劑下的單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析44-48
• 3.5.1 反應(yīng)產(chǎn)物X射線衍射譜分析44-45
• 3.5.2 反應(yīng)產(chǎn)物掃描電子顯微鏡分析45-47
• 3.5.3 CTAB對(duì)微球花狀MoS_2納米材料影響及水熱生長(zhǎng)機(jī)理分析47
• 3.5.4 反應(yīng)產(chǎn)物紫外可見漫反射吸收光譜分析47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-51
• 第四章 光催化活性研究51-61
• 4.1 實(shí)驗(yàn)部分51-52
• 4.2 結(jié)果討論52-58
• 4.2.1 MoS_2對(duì)不同染料溶液的光催化降解效率52-55
• 4.2.2 不同類型表面活性劑對(duì)MoS_2的光催化活性影響55-56
• 4.2.3 不同光源對(duì)MoS_2光催化活性的影響56-58
• 4.3 MoS_2納米材料光催化機(jī)理分析58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 第五章 總結(jié)與展望61-65
• 5.1 工作總結(jié)61-63
• 5.2 工作展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-73
• 致謝73-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：883000