基于BiO 2-x 的復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑的制備及其光催化降解性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-16 07:02
基于太陽(yáng)能的半導(dǎo)體光催化技術(shù)兼具解決了能源短缺和環(huán)境污染兩大問(wèn)題,由于其環(huán)境友好型和資源節(jié)約型等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為了能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境治理等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。伴隨著工業(yè)大規(guī)模的擴(kuò)張導(dǎo)致含多環(huán)芳烴類和酚類等可生化性差的難降解有機(jī)物工業(yè)廢水排放日益增加,高級(jí)氧化技術(shù)是目前最流行的工業(yè)廢水深度處理技術(shù),其反應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性自由基可將難降解有機(jī)污染物直接礦化或通過(guò)氧化提高污染物的可生化性以便于傳統(tǒng)處理。光催化氧化法以太陽(yáng)光為啟動(dòng)能源,依靠工業(yè)中易制得的催化劑發(fā)生光催化反應(yīng)來(lái)降解有機(jī)物,相比其它的高級(jí)氧化法其具有環(huán)保、高效和廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)而有望在未來(lái)得到廣泛應(yīng)用。因此,尋找低成本高效率的光催化劑或通過(guò)改性來(lái)提高催化劑的活性是目前光催化技術(shù)的研究重點(diǎn)。本文以富含氧空位的BiO2-x光催化劑為基礎(chǔ),通過(guò)W離子摻雜和還原氧化石墨烯(RGO)氣凝膠的復(fù)合來(lái)提高其催化性能及循環(huán)利用性。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)采用水熱法制備不同比例的WBO復(fù)合材料光催化劑,使用XRD,UV-Vis DRS,SEM,TEM,PL和XPS等手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征分析,在模擬太陽(yáng)光下進(jìn)行了對(duì)硝基苯酚的光降解性能測(cè)試,結(jié)果表明1%WBO復(fù)合材料具...
【文章來(lái)源】:西北師范大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 水體中的難降解有機(jī)污染物
1.2.1 多環(huán)芳烴類污染物
1.2.2 酞酸酯類污染物
1.2.3 酚類污染物
1.3 高級(jí)氧化技術(shù)
1.3.1 Fenton法和類Fenton法
1.3.2 臭氧氧化法
1.3.3 濕式氧化法和濕式催化氧化法
1.3.4 光化學(xué)氧化法和光催化氧化法
1.4 半導(dǎo)體光催化技術(shù)
1.4.1 光催化技術(shù)發(fā)展歷程
1.4.2 光催化技術(shù)原理
1.4.3 光催化降解原理
1.4.4 半導(dǎo)體光催化劑的改性
1.5 Bi基半導(dǎo)體光催化材料
1.5.1 Bi基氧化物和硫化物
1.5.2 Bi基多組分氧化物
1.5.3 Bi基鹵氧化物
1.6 石墨烯基材料概述
1.6.1 石墨烯簡(jiǎn)介
1.6.2 氧化石墨烯
1.6.3 還原氧化石墨烯氣凝膠
1.7 論文選題思路、主要內(nèi)容及研究意義
1.7.1 選題思路
1.7.2 主要內(nèi)容
1.7.3 研究意義
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)所用儀器及試劑
2.1.1 實(shí)驗(yàn)所用主要儀器
2.1.2 實(shí)驗(yàn)所用主要試劑
2.2 表征方法
2.2.1 X射線粉末衍射(XRD)測(cè)試
2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試
2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)測(cè)試
2.2.4 紫外-可見漫反射(UV-Vis DRS)測(cè)試
2.2.5 光致熒光光譜(PL)測(cè)試
2.2.6 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)測(cè)試
2.2.7 X射線光電子能譜(XPS)測(cè)試
2.3 光催化性能測(cè)試
2.3.1 光催化降解有機(jī)污染物
2.3.2 循環(huán)測(cè)試實(shí)驗(yàn)
2.3.3 反應(yīng)過(guò)程中活性物種測(cè)試
第三章 W摻雜BiO_(2-x)復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 催化劑的制備
3.3 復(fù)合材料的表征與分析
3.3.1 X射線粉末衍射(XRD)分析
3.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
3.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)分析
3.3.4 X射線光電子能譜(XPS)分析
3.3.5 紫外-可見漫反射(UV-Vis DRS)分析
3.3.6 光致熒光光譜(PL)分析
3.4 光催化性能測(cè)試
3.4.1 光催化降解對(duì)硝基苯酚性能測(cè)試
3.4.2 光催化劑的循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試
3.4.3 反應(yīng)過(guò)程中活性物種測(cè)試
3.5 光催化反應(yīng)機(jī)理推斷
3.6 本章小結(jié)
第四章 BiO_(2-x)/RGO氣凝膠的合成及其光催化性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 催化劑的制備
4.3 復(fù)合材料的表征與分析
4.3.1 X射線粉末衍射(XRD)分析
4.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
4.3.3 能量色散X射線熒光光譜(EDX)分析
4.3.4 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)分析
4.3.5 紫外-可見漫反射(UV-Vis DRS)分析
4.3.6 光致熒光光譜(PL)分析
4.4 光催化性能測(cè)試
4.4.1 光催化降解對(duì)硝基苯酚性能測(cè)試
4.4.2 光催化劑的循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試
4.4.3 反應(yīng)過(guò)程中活性物種測(cè)試
4.5 光催化反應(yīng)機(jī)理推斷
4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
碩士研究生期間發(fā)表論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]苯酚的危害及應(yīng)對(duì)策略[J]. 盛怡. 化工管理. 2019(14)
[2]氧空位缺陷對(duì)光催化活性的影響及其機(jī)制[J]. 郝亮,張慧娜,閆建成,程麗君,關(guān)蘇軍,魯云. 天津科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]臭氧氧化技術(shù)及其在水處理領(lǐng)域的發(fā)展[J]. 黃磊,唐琪瑋,黃思遠(yuǎn),姚迎迎. 凈水技術(shù). 2018(S1)
[4]濕式氧化法預(yù)處理高濃度合成制藥廢水的研究[J]. 曾旭,劉俊,趙建夫. 工業(yè)水處理. 2017(08)
[5]具有異質(zhì)結(jié)的鉍系光催化劑研究進(jìn)展(英文)[J]. 陳浪,賀捷,劉英,陳鵬,區(qū)澤堂,尹雙鳳. 催化學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]光催化降解水中有機(jī)污染物研究及展望[J]. 房亮亮,王伯鐸. 環(huán)境工程. 2014(S1)
[7]可見光鉍系光催化劑的研究進(jìn)展[J]. 赫榮安,曹少文,周鵬,余家國(guó). 催化學(xué)報(bào). 2014(07)
[8]石墨烯的生物安全性研究進(jìn)展[J]. 田甜,呂敏,田旸,孫艷紅,李曉霞,樊春海,黃慶. 科學(xué)通報(bào). 2014(20)
[9]我國(guó)水污染防治發(fā)展歷程回顧[J]. 徐敏,王東,趙越. 環(huán)境保護(hù). 2012(01)
[10]高級(jí)氧化技術(shù)在水處理的研究進(jìn)展[J]. 劉晶冰,燕磊,白文榮,馮惠謙,王劼勇,張文熊. 水處理技術(shù). 2011(03)
博士論文
[1]Fenton高級(jí)氧化技術(shù)氧化降解多環(huán)芳烴類染料廢水的研究[D]. 李宏.重慶大學(xué) 2007
本文編號(hào):3627594
【文章來(lái)源】:西北師范大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 水體中的難降解有機(jī)污染物
1.2.1 多環(huán)芳烴類污染物
1.2.2 酞酸酯類污染物
1.2.3 酚類污染物
1.3 高級(jí)氧化技術(shù)
1.3.1 Fenton法和類Fenton法
1.3.2 臭氧氧化法
1.3.3 濕式氧化法和濕式催化氧化法
1.3.4 光化學(xué)氧化法和光催化氧化法
1.4 半導(dǎo)體光催化技術(shù)
1.4.1 光催化技術(shù)發(fā)展歷程
1.4.2 光催化技術(shù)原理
1.4.3 光催化降解原理
1.4.4 半導(dǎo)體光催化劑的改性
1.5 Bi基半導(dǎo)體光催化材料
1.5.1 Bi基氧化物和硫化物
1.5.2 Bi基多組分氧化物
1.5.3 Bi基鹵氧化物
1.6 石墨烯基材料概述
1.6.1 石墨烯簡(jiǎn)介
1.6.2 氧化石墨烯
1.6.3 還原氧化石墨烯氣凝膠
1.7 論文選題思路、主要內(nèi)容及研究意義
1.7.1 選題思路
1.7.2 主要內(nèi)容
1.7.3 研究意義
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)所用儀器及試劑
2.1.1 實(shí)驗(yàn)所用主要儀器
2.1.2 實(shí)驗(yàn)所用主要試劑
2.2 表征方法
2.2.1 X射線粉末衍射(XRD)測(cè)試
2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試
2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM)測(cè)試
2.2.4 紫外-可見漫反射(UV-Vis DRS)測(cè)試
2.2.5 光致熒光光譜(PL)測(cè)試
2.2.6 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)測(cè)試
2.2.7 X射線光電子能譜(XPS)測(cè)試
2.3 光催化性能測(cè)試
2.3.1 光催化降解有機(jī)污染物
2.3.2 循環(huán)測(cè)試實(shí)驗(yàn)
2.3.3 反應(yīng)過(guò)程中活性物種測(cè)試
第三章 W摻雜BiO_(2-x)復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 催化劑的制備
3.3 復(fù)合材料的表征與分析
3.3.1 X射線粉末衍射(XRD)分析
3.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
3.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)分析
3.3.4 X射線光電子能譜(XPS)分析
3.3.5 紫外-可見漫反射(UV-Vis DRS)分析
3.3.6 光致熒光光譜(PL)分析
3.4 光催化性能測(cè)試
3.4.1 光催化降解對(duì)硝基苯酚性能測(cè)試
3.4.2 光催化劑的循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試
3.4.3 反應(yīng)過(guò)程中活性物種測(cè)試
3.5 光催化反應(yīng)機(jī)理推斷
3.6 本章小結(jié)
第四章 BiO_(2-x)/RGO氣凝膠的合成及其光催化性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 催化劑的制備
4.3 復(fù)合材料的表征與分析
4.3.1 X射線粉末衍射(XRD)分析
4.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
4.3.3 能量色散X射線熒光光譜(EDX)分析
4.3.4 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)分析
4.3.5 紫外-可見漫反射(UV-Vis DRS)分析
4.3.6 光致熒光光譜(PL)分析
4.4 光催化性能測(cè)試
4.4.1 光催化降解對(duì)硝基苯酚性能測(cè)試
4.4.2 光催化劑的循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試
4.4.3 反應(yīng)過(guò)程中活性物種測(cè)試
4.5 光催化反應(yīng)機(jī)理推斷
4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
碩士研究生期間發(fā)表論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]苯酚的危害及應(yīng)對(duì)策略[J]. 盛怡. 化工管理. 2019(14)
[2]氧空位缺陷對(duì)光催化活性的影響及其機(jī)制[J]. 郝亮,張慧娜,閆建成,程麗君,關(guān)蘇軍,魯云. 天津科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]臭氧氧化技術(shù)及其在水處理領(lǐng)域的發(fā)展[J]. 黃磊,唐琪瑋,黃思遠(yuǎn),姚迎迎. 凈水技術(shù). 2018(S1)
[4]濕式氧化法預(yù)處理高濃度合成制藥廢水的研究[J]. 曾旭,劉俊,趙建夫. 工業(yè)水處理. 2017(08)
[5]具有異質(zhì)結(jié)的鉍系光催化劑研究進(jìn)展(英文)[J]. 陳浪,賀捷,劉英,陳鵬,區(qū)澤堂,尹雙鳳. 催化學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]光催化降解水中有機(jī)污染物研究及展望[J]. 房亮亮,王伯鐸. 環(huán)境工程. 2014(S1)
[7]可見光鉍系光催化劑的研究進(jìn)展[J]. 赫榮安,曹少文,周鵬,余家國(guó). 催化學(xué)報(bào). 2014(07)
[8]石墨烯的生物安全性研究進(jìn)展[J]. 田甜,呂敏,田旸,孫艷紅,李曉霞,樊春海,黃慶. 科學(xué)通報(bào). 2014(20)
[9]我國(guó)水污染防治發(fā)展歷程回顧[J]. 徐敏,王東,趙越. 環(huán)境保護(hù). 2012(01)
[10]高級(jí)氧化技術(shù)在水處理的研究進(jìn)展[J]. 劉晶冰,燕磊,白文榮,馮惠謙,王劼勇,張文熊. 水處理技術(shù). 2011(03)
博士論文
[1]Fenton高級(jí)氧化技術(shù)氧化降解多環(huán)芳烴類染料廢水的研究[D]. 李宏.重慶大學(xué) 2007
本文編號(hào):3627594
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hxgylw/3627594.html
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