發(fā)布時間：2017-10-05 12:02

  本文關(guān)鍵詞：靜電紡絲制備核殼納米纖維及其光催化性能研究

  更多相關(guān)文章： 靜電紡絲 納米纖維 復(fù)合材料 光催化降解

【摘要】：隨著工業(yè)日益蓬勃的發(fā)展,伴隨的環(huán)境污染問題和能源短缺問題也日趨嚴(yán)重。基于太陽能是一種清潔、環(huán)保、易得的能源,而光催化技術(shù)是一種可以將太陽光能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能,已受到人們的廣泛關(guān)注。針對傳統(tǒng)催化劑應(yīng)用中存在如太陽光利用率低、光催化效率低、不易回收等的問題,本文致力于利用靜電紡絲技術(shù)結(jié)合溶解揮發(fā)、溶劑熱等方法制備具有高效復(fù)合納米光催化劑纖維,通過對異質(zhì)結(jié)型光催化劑調(diào)控嘗試著來解決傳統(tǒng)催化劑在應(yīng)用中存在的一些問題。具體內(nèi)容如下:1)本文通過靜電紡絲和溶劑揮發(fā)方法制備了g-C3N4/Bi2O3納米材料。首先通過靜電紡絲得到Bi2O3納米纖維、超聲剝離得到單層g-C3N4,通過溶劑揮發(fā)得到了核殼結(jié)構(gòu)的g-C3N4/Bi2O3復(fù)合材料。通過調(diào)節(jié)g-C3N4與Bi2O3的復(fù)合比,發(fā)現(xiàn)g-C3N4/Bi2O3-10在紫外可見下降解亞甲基藍(lán)表現(xiàn)出最高的活性,光催化性能的提高主要是由于形成了異質(zhì)結(jié)從而抑制了光生載流子的復(fù)合。但是在降解過程中Bi2O3不穩(wěn)定,存在嚴(yán)重的光腐蝕現(xiàn)象。生成的光腐蝕產(chǎn)物(Bi O)2CO3使得體系演變成g-C3N4/(Bi O)2CO3/Bi2O3三元異質(zhì)結(jié),由于三者導(dǎo)價(jià)帶不匹配從而使得材料光催化活性下降。2)利用靜電紡絲技術(shù)和溶劑熱方法制備了Bi2WO6/TiO2納米纖維異質(zhì)結(jié)材料。在溶劑熱反應(yīng)過程中,通過調(diào)控反應(yīng)濃度,在Ti O2納米纖維上分別構(gòu)造了負(fù)載不同含量的Bi2WO6納米復(fù)合材料。復(fù)合Bi2WO6從而拓展了體系的可見光響應(yīng)范圍,Bi2WO6和Ti O2形成的異質(zhì)則有利于光生載流子的分離。光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,可見光下Bi2WO6/Ti O2在光催化降解Rh B的過程中展現(xiàn)了很好的光催化活性以及穩(wěn)定性。此外,由于靜電紡絲制備的Ti O2纖維基底所特有的網(wǎng)氈結(jié)構(gòu),使的復(fù)合材料具有較好的沉降和回收再利用的性質(zhì)。3)利用靜電紡絲技術(shù)制備了N-TiO2-WO3納米纖維復(fù)合材料,通過一步法制備材料,方法簡便、無需二次處理即可得到復(fù)合材料。通過摻雜N元素以及復(fù)合窄帶系半導(dǎo)體WO3來拓展的Ti O2光響應(yīng)范圍,此外通過復(fù)合半導(dǎo)體同樣可以抑制光催化過程中光生載流子的復(fù)合,從而達(dá)到提高光催化活性的效果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,可見光下光催化降解Rh B溶液時三元復(fù)合材料光催化降解Rh B與Ti O2相比有很大的提高。
【關(guān)鍵詞】：靜電紡絲 納米纖維 復(fù)合材料 光催化降解
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ340.64;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 引言10
• 1.2 一維納米材料10-11
• 1.3 靜電紡絲研究進(jìn)展11-13
• 1.3.1 靜電紡絲歷史11
• 1.3.2 靜電紡絲裝置11-12
• 1.3.3 靜電紡絲法制備多級納米復(fù)合材料12-13
• 1.4 TiO_2研究進(jìn)展13-20
• 1.4.1 TiO_213-14
• 1.4.2 TiO_2光催化原理14-15
• 1.4.3 TiO_2光催化劑的應(yīng)用15-16
• 1.4.4 TiO_2光催化劑的改性16-20
• 1.5 非TiO_2可見光光催化劑20-23
• 1.6 課題研究的主要內(nèi)容23-24
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分24-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)基本流程24-26
• 2.2.1 合成g-C_3N_4/Bi_2O_3的基本流程24-26
• 2.2.2 合成Bi_2WO_6/TiO_2納米纖維的基本流程26
• 2.2.3 合成N-TiO_2-WO_3的基本流程26
• 2.3 分析方法26-29
• 2.3.1 表征方法26-28
• 2.3.2 性能分析28-29
• 第三章 g-C_3N_4/Bi_2O_3復(fù)合納米纖維的制備及其光催化性能研究29-45
• 3.1 引言29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分29-31
• 3.2.2 g-C_3N_4/Bi_2O_3復(fù)合催化劑的制備30-31
• 3.2.3 材料結(jié)構(gòu)表征31
• 3.2.4 光電化學(xué)性能測試31
• 3.2.5 光催化性能測試31
• 3.2.6 材料穩(wěn)定性測試31
• 3.3 結(jié)果討論31-43
• 3.3.1 催化劑的形貌和結(jié)構(gòu)表征31-38
• 3.3.2 光催化性能研究38-42
• 3.3.3 復(fù)合催化劑可能的催化機(jī)理42-43
• 3.4 結(jié)論43-45
• 第四章 Bi_2WO_6/TiO_2復(fù)合納米纖維的制備及其光催化性能研究45-59
• 4.1 引言45-46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分46-48
• 4.2.1 試劑與儀器46
• 4.2.2 Bi_2WO_6/TiO_2納米纖維復(fù)合材料的制備46-47
• 4.2.3 材料結(jié)構(gòu)形貌表征47
• 4.2.4 光電化學(xué)性能測試47
• 4.2.5 光催化性能測試47-48
• 4.3 結(jié)果與討論48-58
• 4.3.1 催化劑的形貌和結(jié)構(gòu)表征48-53
• 4.3.2 光催化性能研究53-58
• 4.4 結(jié)論58-59
• 第五章 N-TiO_2-WO_3復(fù)合納米纖維的制備及其光催化性能研究59-70
• 5.1 引言59
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分59-61
• 5.2.1 試劑與儀器59-60
• 5.2.2 N-TiO_2-WO_3納米纖維復(fù)合材料的制備60-61
• 5.2.3 材料結(jié)構(gòu)形貌表征61
• 5.2.4 光電化學(xué)性能測試61
• 5.2.5 光催化性能測試61
• 5.3 結(jié)果與討論61-69
• 5.3.1 催化劑的形貌和結(jié)構(gòu)表征61-67
• 5.3.2 光催化性能研究67-69
• 5.4 結(jié)論69-70
• 第六章 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 致謝76-77

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