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《哈尔滨工业大学》 2010年
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CNTs/Fe_3O_4/TiO_2纳米复合材料的组织结构与光催化性能

吴广涛  
【摘要】:磁载纳米光催化剂可以解决悬浮体系中光催化剂的回收问题,成为光催化剂领域的研究热点,而提高磁载光催化剂的催化性能更是人们关注的焦点。本文采用水热法以钛酸四丁酯为前躯物制备出CNTs/Fe_3O_4/TiO_2纳米复合材料,采用XRD、FTIR、XPS、SEM、TEM、PPMS和光催化测试平台研究了CNTs/Fe3O4/TiO2纳米复合材料的组织结构、形貌和光催化性能。 研究发现,CNTs/Fe_3O_4/TiO_2纳米复合材料中负载的TiO_2为锐钛矿结构,通过控制钛酸四丁酯的投入量可以制备出TiO_2负载比较均匀的纳米复合材料。 结果表明,随钛酸四丁酯投入量和光催化剂含量的增大,CNTs/Fe_3O_4/TiO_2纳米复合材料的光催化活性先升高后降低;随着溶液PH值和甲基橙初始浓度增大,纳米复合材料的光催化活性逐渐降低。优化出钛酸四丁酯投入量与CNTs/Fe_3O_4比值为8、溶液PH值为6、催化剂浓度为240mg/L时复合材料光催化活性最佳。优化后CNTs/Fe_3O_4/TiO_2纳米复合材料光催化反应后磁回收率达87.5%,二次使用时3h内可以使甲基橙降解率达95%以上。 动力学研究表明,光催化剂浓度和溶液PH值对光催化反应动力学有影响。当纳米复合材料浓度为60mg/L时甲基橙光降解反应符合零级动力学规律,浓度为120mg/L、240mg/L、480mg/L时甲基橙光降解反应符合一级动力学规律,且反应速率常数随浓度增大先升高后降低;当溶液PH值分别为4、6、8时,甲基橙光降解反应符合一级动力学规律,且反应速率常数随PH值增大而降低。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

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【参考文献】
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