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《辽宁大学》 2016年
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Fe基纳米材料的制备及光催化性能表征

金丹  
【摘要】:人类的发展面临着环境与能源双重问题,光催化技术不但可以降解有机污染物净化环境,还可以分解水产生氢气获得可再生的能源,因而光催化技术具有重要的研究意义。光催化材料的纳米化可以显著地提高光催化剂的活性,制备纳米光催化材料及纳米复合光催化材料是光催化研究领域的的重要课题。与块状材料相比,纳米材料有着独特的性能,具有比块状材料更优异的物理化学性质,在催化、传感器、电极材料、电学设备等领域有着广泛的应用。Fe2O3半导体材料具有优异的光吸收特性,在光催化领域有重要的应用价值。本文利用水热法,溶剂蒸发自组装法制备纳米Fe203材料,以及在此基础上掺杂金属离子和与其他半导体材料复合的方法来达到增强光催化效果。具体研究如下:(1)利用Fe(NO3)39·9H2O为原料,采用溶剂蒸发自组装法制备出介孔Fe2O3口Ti掺杂介孔Fe2O3,通过介孔结构来增大光催化材料的比表面积,达到增强光催化活性的目的。对所获得样品进行XRD、氮气吸附脱附等温线测量、SEM和光催化降解气相异丙醇表征。通过采用不同的焙烧温度考察Ti离子的引入对介孔结构及光催化性能的影响。研究结果表明380℃焙烧制备出的掺钛氧化铁的催化活性最高,催化效果最好。(2)利用水热法制备出球形Fe203颗粒。以Fe(NO3)3·9H2O和ZnCl2为先驱体材料,水热法制备介孔ZnFe2O4纳米材料。通过煅烧的方法,将制备出的Fe2O3球和介孔ZnFe2O4进行复合,得到Fe2O3复合半导体材料,对制备出的三种样品进行XRD、SEM、氮气吸附脱附等温线测量、光催化降解气相异丙醇表征。对三种样品的光催化活性进行比较,结果表明,复合半导体的光催化活性比纯相Fe2O3和纯相ZnFe2O4材料的光催化活性都高。以上研究表明,通过对介孔Fe2O3进行掺杂金属离子和与其他半导体复合的方法对提高Fe2O3光催化材料的性能具有明显的效果。
【学位授予单位】:辽宁大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB383.1;O643.36

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