全球性環(huán)境污染問題已經(jīng)引起世界各國廣泛關(guān)注,能夠有效利用太陽能降解污染物的光催化技術(shù)及其材料的研究,近年來成為材料學(xué)、化學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點。由于擁有廉價、無毒、穩(wěn)定等特性,目前大多數(shù)的光催化研究都集中于Ti02基光催化劑。然而,由于半導(dǎo)體Ti02的帶隙較寬(約3.2eV),使其不能在可見光條件下被激發(fā),這導(dǎo)致其對太陽能的利用率較低。因此,開發(fā)新型的可見光響應(yīng)光催化劑成為了光催化領(lǐng)域的迫切需求。鉍系復(fù)合光催化材料因其較窄的帶隙及良好的光催化性能正受到廣泛的關(guān)注,因此,本研究針對鉍系化合物Bi24Al2O39的合成、形貌控制及可見光催化性能進(jìn)行了研究,主要研究內(nèi)容如下： 本研究以Bi(NO3)3·5H2O和Al(NO3)3·9H2O為原料,檸檬酸及乙二胺四乙酸(EDTA)為絡(luò)合劑,采用簡單易行的溶膠凝膠法制備了Bi24Al2O39光催化劑粉體。利用XRD、SEM、TEM、HRTEM、UV-vis DRS等表征手段對所制備樣品的相組成、晶體結(jié)構(gòu)、催化劑形貌及其光吸收特性等進(jìn)行表征和分析。以酸性紅G溶液為目標(biāo)污染物,研究了焙燒溫度等制備條件對催化劑性能的影響。同時研究了催化劑投加量、...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 半導(dǎo)體光催化原理
    1.3 光催化劑在環(huán)境中的應(yīng)用
        1.3.1 光催化產(chǎn)氫
        1.3.2 光催化降解污水
        1.3.3 光催化凈化空氣、除臭殺菌
    1.4 粉體光催化材料的制備
        1.4.1 溶膠凝膠法
        1.4.2 沉淀法
        1.4.3 微乳液法
        1.4.4 微波法
        1.4.5 水熱法
    1.5 中空球形光催化材料的制備
        1.5.1 傳統(tǒng)硬模板法
        1.5.2 自犧牲模板法
        1.5.3 軟模板法
        1.5.4 無模板法
    1.6 論文選題意義和研究內(nèi)容
第二章 實驗及測試方法
    2.1 實驗試劑
        2.1.1 實驗儀器
    2.2 表征方法
        2.2.1 X射線衍射分析
        2.2.2 掃描電子顯微鏡
        2.2.3 透射電子顯微鏡和高分辨率透射電鏡
        2.2.4 氮氣吸附脫附法
        2.2.5 傅里葉變換紅外光譜
        2.2.6 X射線光電子能譜
        2.2.7 熱重-差熱分析
        2.2.8 紫外-可見漫反射光譜
    2.3 光催化活性評價
        2.3.1 酸性紅G最大吸收波長的確定
        3.3.2 酸性紅G標(biāo)準(zhǔn)曲線
        2.3.3 液相光催化反應(yīng)體系
        2.3.4 氣相光催化反應(yīng)體系
第三章 Bi₂₄Al₂O₃₉光催化劑的溶膠凝膠法制備及其光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 光催化劑的制備
    3.3 光催化劑的表征結(jié)果及討論
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 SEM及TEM分析
        3.3.3 紫外漫反射分析
    3.4 光催化性能
        3.4.1 反應(yīng)條件實驗
        3.4.2 焙燒溫度對光催化活性的影響
        3.4.3 催化劑投加量對光催化降解效果的影響
        3.4.4 染料初始濃度對光催化降解效果的影響
    3.5 小結(jié)
第四章 Bi₂₄Al₂O(39)介孔空心球光催化劑的制備及其光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 光催化劑的制備
    4.3 光催化性能評價
    4.4 催化劑表征結(jié)果及討論
        4.4.1 結(jié)構(gòu)與形貌
        4.4.2 Bi₂₄Al₂O(39)介孔空心球光催化劑形成機理
            4.4.2.1 Bi/Al元素摩爾比對產(chǎn)物生成的影響
            4.4.2.2 pH值對產(chǎn)物生成的影響
        4.4.3 FT-IR結(jié)果分析
        4.4.4 TG-DSC分析
        4.4.5 氮氣吸附脫附分析
        4.4.6 紫外可見漫反射光譜
    4.5 光催化性能
        4.5.1 酸性紅G降解實驗
        4.5.2 甲醛氣體降解實驗
        4.5.3 動力學(xué)分析
        4.5.4 光催化機理分析
            4.5.4.1 羥基自由基的測定及分析
            4.5.4.2 其他活性物種的測定及分析
            4.5.4.3 Bi₂₄Al₂O₃₉介孔空心球光催化劑具有高活性的原因
    4.6 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)
致謝(一)
致謝(二)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文



本文編號：3931256