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《合肥工业大学》 2014年
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UiO-66及其复合材料的制备和吸附光催化性能研究

何琴琴  
【摘要】:本文通过煅烧法制备了N-K2Ti4O9,并采用自组装法合成了N-K2Ti4O9/UiO-66和PANI/N-K2Ti4O9/UiO-66复合材料。并对所有的样品进行了表征,系统的研究吸附和光催化性能,其主要内容包括以下三个方面。 (1)第一次系统地研究UiO-66(Zr基金属-有机框架)吸附动力学和热力学,结果显示:吸附数据在热力学上更符合Freundlich吸附等温线,动力学上符合一级动力学。273K时,吸附热力学参数G0, H0和S0分别是-6.282kJ/mol,15.096kJ/mol和78.052J/mol·K。温度升高有利于UiO-66吸附罗丹明B (RhB),且UiO-66可以通过DMF超声1h再生。重复使用六次后,仍表现出良好的吸附性能。 (2)利用溶剂热法在393K下反应24h制备出了N-K2Ti4O9为芯,UiO-66为壳的芯棒结构N-K2Ti4O9/UiO-66复合材料。我们通过在可见光下降解RhB来考察N-K2Ti4O9, UiO-66和复合材料的光催化性能。同时,提出协同因子来定量地评价N-K2Ti4O9和UiO-66之间的协同效应。结果表明,N-K2Ti4O9/UiO-66复合材料的光催化性能比母体材料好,这是由于UiO-66良好的吸附性能和复合后提高了光生电荷分离效率的结果。特别是N-K2Ti4O9:ZrCl4的比例是3:7时,复合材料具有最佳光催化性能,协同因子高达4.90。 (3)先利用自组装法将UiO-66负载到低带隙半导体N-K2Ti4O9的表面,然后通过原位氧化聚合法将导电聚合物聚苯胺(PANI)粘结到复合材料N-K2Ti4O9/UiO-66上,得到复合光催化剂(简称复合材料A),并优化了配比。作为对照,还制备了N-K2Ti4O9和UiO-66不同比例物理混合后,再粘结聚苯胺的复合材料B。通过一系列表征显示,聚苯胺(PANI)粘结在芯棒结构N-K2Ti4O9/UiO-66的表面形成复合材料。光催化实验表明,PANI粘结可以有效降低电子-空穴复合率,自组装得到的复合材料A具有最好的光催化性能。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:O643.36;TB33

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【参考文献】
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1 何琴琴;UiO-66及其复合材料的制备和吸附光催化性能研究[D];合肥工业大学;2014年
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