當今世界,水中污染物的不斷增加給環(huán)境帶來了很大的威脅。事實上,由于水性污染物的大量排放,設計和開發(fā)利用可再生能源的材料可以成為一種良好的環(huán)境修復方法。近幾十年來,金屬有機框架(MOFs)因其有序的多孔結構、高比表面積、高吸收容量、電荷-載流子傳輸特性而在吸附、催化、氣體分離與儲存和藥物傳遞等方面的應用而受到廣泛關注。因為MOFs在光照下電子可以遷移到環(huán)境中產(chǎn)生活性自由基,而且MOFs中有機橋連劑和金屬節(jié)點的多樣性也使其光能利用率較高,所以MOFs成為了有效降解水體污染的高效光催化劑。為了進一步探索芳香族二羧酸的配位性能,評價芳香族二羧酸基MOFs材料對水中污染物的催化降解能力。本文通過溶劑熱法合成了5種有機羧酸配合物以及2種基于有機膦酸配合物的二氧化鈦復合材料,并且研究了其在光催化領域的應用。主要研究內容分為以下幾個內容:(1)通過溶劑熱的方法合成了5種具有光催化效果的配合物,并對晶體進行了X-射線單晶衍射、元素分析、傅里葉紅外光譜(FTIR)和熱重分析(TGA)表征。通過固體紫外漫反射吸收光譜(UV-VIS)和價帶X射線光電子能譜(XPS),計算了5個配合物相應的最高占有軌道(HOM...

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文獻綜述
    1.1 光催化概述
        1.1.1 光催化劑的發(fā)展
        1.1.2 光催化機理
        1.1.3 光催化的應用
    1.2 羧酸配合物
        1.2.1 羧酸有機金屬框架材料的合成
        1.2.2 吡啶二羧酸有機金屬框架材料的研究進展
        1.2.3 吡啶二羧酸有機金屬框架材料的應用
    1.3 膦酸配合物
        1.3.1 膦酸有機金屬框架材料的合成
        1.3.2 膦酸有機金屬框架材料的研究進展
    1.4 TiO₂光催化劑的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 TiO₂光催化劑的簡介
        1.4.2 TiO₂光催化劑的研究進展
    1.5 選題背景及研究內容
        1.5.1 選題背景
        1.5.2 研究內容
第2章 基于吡啶羧酸配體H₂L的金屬有機框架的合成及光催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗儀器與試劑
        2.2.2 配體的合成
        2.2.3 配合物的合成
        2.2.4 測試與表征
        2.2.5 光催化還原性能測試
        2.2.6 配合物的穩(wěn)定性和重復使用率實驗
        2.2.7 光催化產(chǎn)氫實驗
    2.3 結果與討論
        2.3.1 FTIR分析
        2.3.2 配合物晶體結構分析
        2.3.3 TGA分析
        2.3.4 光學性質分析
        2.3.5 光催化性能分析
        2.3.6 配合物的光催化產(chǎn)氫分析
        2.3.7 光催化活性組分分析
        2.3.8 穩(wěn)定性及利用率分析
    2.4 本章小結
第3章 Ni-MOF_X/P-Ti O₂雜化材料的合成及光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑與儀器
        3.2.2 H₄L配體的合成
        3.2.3 Ni-MOF的合成
        3.2.4 磷酸修飾介孔二氧化鈦微球的制備
        3.2.5 Ni-MOFx/P-TiO₂雜化材料的制備
        3.2.6 測試表征
        3.2.7 雜化材料光催化性能測試
        3.2.8 光催化體系中超氧自由基捕捉
        3.2.9 催化劑的穩(wěn)定性和重復使用率
    3.3 結果與討論
        3.3.1 配合物[Ni(H₂L)(H₂O)₄] _n的晶體結構分析
        3.3.2 SEM/TEM分析
        3.3.3 FTIR分析
        3.3.4 PXRD分析
        3.3.5 XPS分析
        3.3.6 BET分析
        3.3.7 光學性質分析
        3.3.8 光催化性質分析
        3.3.9 穩(wěn)定性及利用率分析
        3.3.10 光催化活性組分分析
    3.4 本章小結
第4章 Zn-MOF_X/P-Ti O₂雜化材料的合成及光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗儀器與試劑
        4.2.2 H₄L配體的合成
        4.2.3 Zn-MOF的合成
        4.2.4 磷酸修飾介孔二氧化鈦微球的制備
        4.2.5 Zn-MOF_x/P-TiO₂雜化材料的制備
        4.2.6 樣品表征
        4.2.7 雜化材料光催化性能
        4.2.8 光催化體系中自由基捕獲實驗
        4.2.9 催化劑的穩(wěn)定性和重復使用率
    4.3 結果與討論
        4.3.1 配合物[Zn(H₂L)] _n的晶體結構分析
        4.3.2 SEM/TEM分析
        4.3.3 FTIR分析
        4.3.4 PXRD分析
        4.3.5 XPS分析
        4.3.6 BET分析
        4.3.7 光學性質分析
        4.3.8 光催化性質分析
        4.3.9 穩(wěn)定性及利用率分析
        4.3.10 光催化活性組分分析
    4.4 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間已發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3786263