發(fā)布時(shí)間：2017-10-04 23:23

  本文關(guān)鍵詞：鉍基氧化物和鈰基復(fù)合氧化物上亞甲基藍(lán)光催化降解性能的研究

  更多相關(guān)文章： 鉍系化合物 鈰基材料 亞甲基藍(lán) 光催化

【摘要】：隨著工業(yè)科技的發(fā)展,化工過(guò)程產(chǎn)生了大量的污染物,使得人類(lèi)賴(lài)以生存的水資源無(wú)論在質(zhì)量和數(shù)量上都在減少。有機(jī)染料的使用就是這樣一個(gè)典型的污染水源的過(guò)程。有機(jī)染料具有著色強(qiáng)、穩(wěn)定性好的特性,使得其廢水處理的難度增大,水質(zhì)污染也越來(lái)越嚴(yán)重。因而,對(duì)于如何高效的降解有機(jī)染料污染物成了研究者們的重要研究課題之一。本文選取了有機(jī)染料中具有代表意義的亞甲基藍(lán)(MB,methylene blue)為反應(yīng)物,以鉍基氧化物和鈰基復(fù)合氧化物為催化劑,考察了可見(jiàn)光下光催化降解亞甲基藍(lán)的性能。實(shí)驗(yàn)條件的篩選對(duì)于整個(gè)實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要,研究課題首先對(duì)光催化降解反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化:包括亞甲基藍(lán)的濃度,催化劑用量,吸附平衡時(shí)間以及亞甲基藍(lán)自降解的影響。通過(guò)對(duì)一系列實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化得到反應(yīng)的最佳實(shí)驗(yàn)條件,即催化劑用量為5 mg/mL,亞甲基藍(lán)溶液濃度為4~5 ug/mL,暗室靜置吸附平衡時(shí)間為1 h,光源為220 W鎢燈,并以此建立整個(gè)實(shí)驗(yàn)體系。鉍系材料在光催化領(lǐng)域有著較好的應(yīng)用前景,本文制備了三個(gè)系列的鉍系材料,包括不同晶相的氧化鉍、Ca-Bi復(fù)合氧化物及Ti-Bi復(fù)合氧化物催化劑并對(duì)其進(jìn)行了光催化降解亞甲基藍(lán)性能的測(cè)試。研究結(jié)果表明:1)鉍氧化物的光催化性能與氧化鉍的晶相相關(guān),其中a-氧化鉍的光催化活性?xún)?yōu)于g-氧化鉍;用沉淀法制得的鉍氧化物中a-氧化鉍光催化活性最高,隨著焙燒溫度的升高,a-氧化鉍逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)間-氧化鉍,在光催化降解亞甲基藍(lán)反應(yīng)中活性明顯降低;2)用浸漬法制備的Ca-Bi復(fù)合氧化物的光催化降解亞甲基藍(lán)活性與Ca-Bi-O的組成相關(guān),經(jīng)600℃焙燒后形成的活性組分Bi_(1.8)Ca_(0.4)O具有最高的光催化活性,反應(yīng)4小時(shí)后,亞甲基藍(lán)降解率達(dá)到99.33%;3)Ti-Bi復(fù)合氧化物催化劑隨著Ti摻雜量的增加亞甲基藍(lán)降解的光催化活性增加。鈰基材料作為催化劑在多個(gè)領(lǐng)域都有較為突出的催化活性,而在光催化領(lǐng)域的研究則相對(duì)較少。本研究采用水熱合成法制備了不同形貌的氧化鈰和Ce-Sn-O、Ce-Zn-O系列的鈰基復(fù)合化合物。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明:氧化鈰的形貌在亞甲基藍(lán)降解活性方面存在一定的影響,其對(duì)亞甲基藍(lán)的初始降解速率較高,但失活較快,反應(yīng)4小時(shí)后,降解率比初始的第一小時(shí)僅增加了10%左右。Ce-Sn-O、Ce-Zn-O系列催化劑通過(guò)物相表征說(shuō)明Sn、Zn能夠摻雜進(jìn)入氧化鈰的晶胞,但對(duì)氧化鈰的光催化活性沒(méi)有促進(jìn)作用�？疾炝颂�(yáng)光下Ce-Ti-O系列催化劑上亞甲基藍(lán)光催化活性。結(jié)果表明少量Ce的引入可提高催化劑的光催化活性。Au/Ce0.03TiO_2催化劑上亞甲基藍(lán)光催化降解第一小時(shí)的降解率可達(dá)99%,明顯高于A(yíng)u/TiO_2(P25)較高;Au/CexTiyO2催化光催化降解亞甲基藍(lán)符合動(dòng)力學(xué)一級(jí)反應(yīng),少量的Ce引入能夠明顯提高動(dòng)力學(xué)常數(shù),因而具有更高的降解速率。
【關(guān)鍵詞】：鉍系化合物 鈰基材料 亞甲基藍(lán) 光催化
【學(xué)位授予單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述10-17
• 1.1 有機(jī)染料對(duì)環(huán)境污染的影響10
• 1.2 有機(jī)染料亞甲基藍(lán)的概述10-11
• 1.3 亞甲基藍(lán)污染物的消除方法11-15
• 1.3.1 電化學(xué)方法11-12
• 1.3.2 生物法12-13
• 1.3.3 光催化法13-15
• 1.4 光催化劑的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)15-16
• 1.4.1 鉍系光催化材料的研究進(jìn)展15
• 1.4.2 鈰基材料在光催化中的應(yīng)用15-16
• 1.5 本論文的主要研究?jī)?nèi)容及目標(biāo)16-17
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分17-24
• 2.1 主要儀器及藥品17-18
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器17
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品17-18
• 2.2 實(shí)驗(yàn)表征方法18-19
• 2.2.1 X-射線(xiàn)粉末衍射（XRD）18
• 2.2.2 紫外可見(jiàn)漫反射(DRS)18-19
• 2.2.3 紫外可見(jiàn)吸收光譜19
• 2.2.4 透射電鏡（TEM）19
• 2.2.5 拉曼光譜儀（Raman spectroscopy）19
• 2.3 催化劑的反應(yīng)性能評(píng)定19-24
• 2.3.1 亞甲基藍(lán)的工作曲線(xiàn)19-22
• 2.3.2 降解率的計(jì)算22-24
• 第三章 催化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化24-30
• 3.1 亞甲基藍(lán)濃度的影響24
• 3.2 催化劑用量的影響24-26
• 3.3 吸附平衡時(shí)間的確定26-27
• 3.4 亞甲基藍(lán)自降解的影響27
• 3.5 亞甲基藍(lán)溶液pH值的影響27-28
• 3.6 光催化反應(yīng)體系的建立28-30
• 第四章 鉍系催化劑的制備及其光催化降解亞甲基藍(lán)性能30-50
• 4.1 CaBiO_x催化劑太陽(yáng)光下與鎢燈下降解亞甲基藍(lán)性能30-35
• 4.1.1 催化劑的制備30
• 4.1.2 催化劑結(jié)構(gòu)表征30-32
• 4.1.3 催化活性測(cè)試32-34
• 4.1.4 小結(jié)34-35
• 4.2 BiO_x系列催化劑光催化降解亞甲基藍(lán)性能35-45
• 4.2.1 催化劑的制備35
• 4.2.2 催化劑結(jié)構(gòu)表征35-38
• 4.2.3 固體紫外測(cè)試38-40
• 4.2.4 催化劑活性測(cè)試40-44
• 4.2.5 小結(jié)44-45
• 4.3 TiBiO_X系列催化劑光催化降解亞甲基藍(lán)性能45-50
• 4.3.1 催化劑的制備45
• 4.3.2 催化劑結(jié)構(gòu)表征45-47
• 4.3.3 催化劑活性測(cè)試47-48
• 4.3.4 小結(jié)48-50
• 第五章 鈰基催化劑制備及其光催化活性50-63
• 5.1 二氧化鈰催化劑光催化降解亞甲基藍(lán)性能50-53
• 5.1.1 不同形貌二氧化鈰的制備50
• 5.1.2 催化劑結(jié)構(gòu)表征50-52
• 5.1.3 催化劑活性測(cè)試52-53
• 5.1.4 小結(jié)53
• 5.2 Ce-Sn-O催化劑光催化降解亞甲基藍(lán)性能53-56
• 5.2.1 催化劑的制備53
• 5.2.2 催化劑結(jié)構(gòu)表征53-54
• 5.2.3 催化劑活性測(cè)試54-55
• 5.2.4 小結(jié)55-56
• 5.3 Ce-Zn-O催化劑光催化降解亞甲基藍(lán)性能56-57
• 5.3.1 催化劑的制備56
• 5.3.2 催化劑結(jié)構(gòu)表征56-57
• 5.3.3 催化劑活性測(cè)試57
• 5.3.4 小結(jié)57
• 5.4 Ce-Ti-O催化劑光催化降解亞甲基藍(lán)性能57-63
• 5.4.1 催化劑制備57-58
• 5.4.2 拉曼譜圖58-59
• 5.4.3 催化劑活性測(cè)試59-61
• 5.4.4 小結(jié)61-63
• 結(jié)論63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況69-70
• 作者簡(jiǎn)介70-71
• 致謝71

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8 黃哲;天然有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合物制備多孔炭?jī)艋瘡U水[D];北京化工大學(xué);2015年

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