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水热与微波水热法制备纳米WO_3及其光催化性能的研究

吴芳芳  
【摘要】:随着印染行业的发展,大量的有机染料被用作着色材料,各类染料年产量约一百万吨,这些染料产生的印染废水给环境带来了巨大的压力。部分染料由于具有毒性和致癌性,会对人体造成很大的危害,因此对染料废水的处理就显得尤为重要。近年来,科学工作者致力于研究半导体多相光催化氧化降解有机污染物。三氧化钨具有高效光催化降解有机污染物活性,环境污染小等特点。另外,我国是世界上钨矿资源最丰富的国家,为WO_3提供了丰富的来源。而特殊结构和形貌是影响材料性质的重要因素,目前对氧化钨水合物粉体的研究现状中,其物相、微观结构和晶体生长的控制研究仍存在很多有待深入的研究空间。主要工作和取得的结果如下:(1)以钨酸钠为钨源,马来酸为辅助剂,采用常规水热法制备了氧化钨纳米粉体,并用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试手段对样品进行表征,同时研究了氧化钨在紫外光照射下降解亚甲基蓝溶液的光催化活性。结果表明,以钨酸钠和盐酸为原料,添加0.5g马来酸作为结构调整剂,溶液pH值为0.5,150℃水热反应24h,制备得到的六方晶系的长方形WO_3,对亚甲基蓝的降解率达76.4356%。(2)以钨酸钠和盐酸为原料,马来酸为辅助剂,采用微波水热法合成了WO_3,并用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试手段对样品进行表征。将所得样品作为催化剂,以有机染料亚甲基蓝为模型,进行了光催化降解实验研究。结果表明,以钨酸钠和盐酸为原料,添加0.5g马来酸作为结构调整剂,溶液pH值为1,150℃微波水热反应15min,制备得到的单斜相相结构的WO_3,对亚甲基蓝的降解率高达96.77%。(3)以钨酸钠和盐酸为原料,醋酸为添加剂,分别用微波水热法和常规水热法制备了氧化钨纳米粉体,并用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试手段对样品进行表征。将所得样品作为催化剂,以有机染料亚甲基蓝为模型,进行了光催化降解实验研究。探讨了了氧化钨纳米粉体的合成条件对产物结构、形貌及光催化活性的影响。结果表明,以钨酸钠和盐酸为原料,添加10ml醋酸作为结构调整剂,溶液pH值为0.5,150℃水热反应24h,制备得到的四方晶系的四方形WO_3,对亚甲基蓝的降解率为67.5438%。


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