收藏本站
《成都理工大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纳米CeO_2的制备及光催化降解甲基蓝

张伟  
【摘要】: 水污染状况的日益严重是当今社会人类面临的严重问题,污水中有毒有害有机污染物的难以去除成为了世界各国面临的一个共同难题。甲基蓝就是水污染中有毒有害有机污染物之一,对人类日常生活和身体健康造成了严重危害。本论文针对水污染的这一严重现实问题,依据纳米CeO_2的半导体光催化特性,开展提高其光催化活性的制备技术、离子掺杂以及对甲基蓝的光催化降解研究,以期制备出高效降解甲基蓝的纳米CeO_2光催化剂,这对于水污染的处理,提高生活用水质量,保障人们的身体健康具有重要的现实意义。 本论文以硝酸亚铈和柠檬酸为原料,较系统研究和优化了以溶胶-凝胶法制备纳米CeO_2的工艺参数条件。硝酸亚铈与柠檬酸溶液pH值调到1.5左右,在65℃水浴中反应成胶,100℃下烘干1h,500℃焙烧2h,可制得平均粒径为12.21nm的CeO_2粉体。XRD谱图分析表明,所制得的纳米CeO_2为立方晶系结构,且随着焙烧温度的升高和焙烧时间的增加,样品结晶度升高,晶型发育越完整,晶粒尺寸增大。SEM分析显示,所合成制备的CeO_2粒子近球形,粒度大小分布较均匀,随焙烧温度的升高和时间的延长,团聚现象增加。 为了改善所制纳米CeO_2样品的团聚现象,改用乙醇和水(摩尔比为9:1)作为溶剂,团聚现象得到了明显的改善。采用微波加热将成胶时间由原来的23.5h缩短到了2h,节约了能源,微波加热比水浴加热更有利于提高纳米CeO_2分散性。 光催化降解实验表明,所合成制备的纳米CeO_2在紫外灯的照射下对甲基蓝有有较好的降解作用,光催化反应6h,甲基蓝的光催化降解率达到了70%以上,乙醇和水作为溶剂和微波加热制备的纳米CeO_2分散性好,均提高了对甲基蓝的光催化降解率,6h的光催化剂降解率分别为85.6%和77.2%。催化剂的投加量对甲基蓝的光催化活性有较大影响,当催化剂的浓度在0.6g/L-1.4g/L范围时,CeO_2的投加量为1.0g/L时具有高的光催化降解率。 焙烧温度和时间对CeO_2光催化降解甲基蓝的效果都有较大影响,在实验温度范围内,500℃焙烧2h制备的纳米CeO_2样品对甲基蓝的光催化活性相对最佳。 为了探索离子掺杂对纳米CeO_2光催化降解甲基蓝的影响,通过掺杂Zn~(2+)、Ti~(4+)、Si~(4+)、V~(5+)、Fe~(3+)等离子对纳米CeO_2进行改性研究。实验表明,Zn~(2+)、Ti(4+)、Si~(4+)、V~(5+)、Fe~(3+)的引入均能提高纳米CeO_2对甲基蓝的光催化活性。在同样的450℃焙烧2h,光催化反应6h时条件下,Zn~(2+)最佳掺杂量为3%的纳米CeO_2的光催化活性最高,甲基蓝的降解率可达88.41%;Ti~(4+)的最佳掺杂量为3%,其对甲基蓝的光催化降解效率可达93.8%。在500℃焙烧2h,掺2%Si~(4+)的纳米CeO_2在掺Si~(4+)系列样品中具有最佳光催化活性,光催化反应6h,甲基蓝的降解率可达90.16%;而掺2%Fe~(3+)的样品光催化降解率为98.6%。掺1%V~(5+),在450℃焙烧2h所制备的纳米CeO_2的光催化活性在掺V~(5+)系列样品中最好,反应6h可使甲基蓝的降解率达88.7%。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB383.1

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘婷婷;掺杂CeO_2基纳米材料的水热合成、表征及催化性能研究[D];长春工业大学;2011年
2 佟丽娜;纳米棒状CeO_2与Ce_xLa_(1-x)O_(2-δ)的制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王德宪;溶胶—凝胶法的化学原理简述[J];玻璃;1998年01期
2 董相廷,胡耀,张伟,刘桂霞,孙晶,刘景和;聚乙二醇凝胶法制备CeO_2纳米晶[J];长春光学精密机械学院学报;1999年04期
3 马燕合;我国稀土应用开发现状及其展望[J];材料导报;2000年01期
4 申玉芳;龙飞;邹正光;;半导体光催化技术研究进展[J];材料导报;2006年06期
5 董相廷,麦世坚,张伟,刘桂霞,孙晶,洪元佳,刘景和,洪广言;硬脂酸凝胶法制备CeO_2纳米粉体[J];材料科学与工程;2001年01期
6 李欢军,李前树;一种制备均匀单分散CeO_2纳米微粒的新方法[J];分子科学学报;2000年04期
7 余桂郁,杨南如;溶胶-凝胶法简介 第三讲 溶胶-凝胶法工艺过程[J];硅酸盐通报;1993年06期
8 ;世界水资源现状[J];国土资源通讯;2001年04期
9 朱易,宋书巧;饮用水中有机污染物的深度处理技术[J];广西师院学报(自然科学版);2000年02期
10 梅燕;韩业斌;李彦;王为;聂祚仁;;水/油微乳液技术制备单分散纳米CeO_2[J];硅酸盐学报;2006年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李秀珍;纳米CeO_2的液相法制备及表征[D];广东工业大学;2003年
2 赵铭;二氧化铈催化剂的制备及催化性能的研究[D];南京理工大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李大成,周大利,刘恒,陈朝珍,张萍;超微粉体的制备(五)[J];四川有色金属;2000年02期
2 田维;张洪林;蒋林时;;纳米TiO_2光催化材料的制备及研究进展[J];四川有色金属;2006年04期
3 牛金岭,逯宜媛;新型杀菌灭藻剂ClO_2的特点、制备及经济性评价[J];安徽化工;2001年03期
4 刘长春;;光催化氧化技术在造纸废水处理中的应用[J];安徽化工;2010年02期
5 刘荣梅;马桂林;丁玉洁;卢小军;;纳米(CeO_2)_(0.86)(Sm_2O_3)_(0.14)的形貌控制与表征[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年01期
6 陈云嫩;丁元春;;谷壳对水中镉离子的吸附动力学及热力学研究[J];安徽农业科学;2009年07期
7 李品艾;;草莓采收期维生素C含量的测定[J];安徽农业科学;2009年19期
8 陈欢欢;柏连阳;;TiO_2光催化降解农药研究进展[J];安徽农业科学;2010年12期
9 蒋新龙;;莴苣皮对铬离子吸附条件的优化[J];安徽农业科学;2010年12期
10 姚杰;席宗敬;吴洪福;吴洪涛;李芙蓉;张立勇;;水冷器泄漏危害分析[J];安全;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 滕伟;李新勇;肇启东;熊巍;陈国华;;光催化剂Ag_3PO_4/Ag的合成及其在染料废水处理中的应用[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
2 高永扬;梁小平;王剑臣;吕超;岳雪梅;王小会;;功能纤维用纳米CeO_2的制备方法及应用[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
3 胡震;;模板法室温制备纳米CeO_2及其表征[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
4 黄悦;周忠华;吴玉萍;孟彦超;;深度净化水处理应用领域的TiO_2光催化材料的现状和问题[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
5 吴玉程;;纳米TiO_2在水污染检测与治理中应用的研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
6 杨岳;梁宝锋;王树勖;陈萍;张海燕;;复合锌盐稳定配方LSH-418技术开发[A];甘肃省化学会成立六十周年学术报告会暨二十三届年会论文集[C];2003年
7 曾翎;姜华昌;潜永胜;吕东杰;;掺铁纳米TiO_2光催化剂制备及其光催化性能的研究[A];第三届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2006年
8 秦祖赠;刘自力;杨克迪;文衍宣;;含铟、铋可见光催化剂的研究进展[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
9 魏海波;;软水控制系统PLC5到ControlLogix的改造[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
10 刘秀华;陶应发;;我国稀土产业的可持续发展研究[A];2007中国科协年会专题论坛暨第四届湖北科技论坛优秀论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘斌;二氧化钛光催化材料的掺杂改性及其对气体污染物净化性能的研究[D];兰州大学;2010年
2 夏明霞;高结晶度一维纳米二氧化钛的制备和修饰及光电性质研究[D];湖南大学;2010年
3 孙松;TiO_2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 于晓慧;金属掺杂TiO_2和ZnO的第一性原理研究[D];江苏大学;2010年
5 徐耀兵;中间盐法石煤灰渣酸浸提钒工艺的试验研究[D];浙江大学;2009年
6 李宏峰;高表面积铈基复合氧化物的制备与催化氧化性能研究[D];华东理工大学;2011年
7 赵斌;特殊形貌TiO_2/钛酸盐纳米材料的合成与生成机理[D];华东理工大学;2011年
8 邵玮;纳米二氧化钛光阳极材料控制合成及光电化学性能[D];华东理工大学;2011年
9 谭红琳;金属离子掺杂的ZnO第一性原理计算及透明导电薄膜制备研究[D];昆明理工大学;2009年
10 曹广秀;共掺杂二氧化钛基可见光光催化材料的制备及性能研究[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王亮;新型邻菲罗琳衍生物及稀土配合物的合成及性质研究[D];山东科技大学;2010年
2 朱曜峰;碳纤维负载TiO_2复相光催化材料的研究[D];浙江理工大学;2010年
3 朱丽静;溶胶-凝胶法制备BOPP基阻隔性包装复合薄膜及其性能研究[D];浙江理工大学;2010年
4 崔美云;氧化铈微纳米材料的水热法合成及表征[D];浙江理工大学;2010年
5 栗栋;二元染料的纳米TiO_2可见光催化降解研究[D];郑州大学;2010年
6 贺兆伟;曝气生物滤池技术在炼油污水回用中的应用[D];大连理工大学;2009年
7 邹斐飞;磁性印迹吸附材料选择性去除水中氯酚污染物[D];大连理工大学;2010年
8 刘伟娜;自制改性TiO_2可见光降解亚甲基蓝的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 钟炳伟;Cd(ll)、Zn(ll)离子以及PFOS、PFOA在金红石(110)面上化学吸附的密度泛函研究[D];中国海洋大学;2010年
10 樊丽霞;卤族元素掺杂纳米TiO_2的光催化性能研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕振刚,郭瑞松,阮文彪,陈玉如;氧化锆基固体电解质材料的掺杂研究[J];兵器材料科学与工程;2005年01期
2 陈汝芬;纳米CeO_2的制备方法及应用研究进展[J];微纳电子技术;2005年08期
3 张汝冰,李凤生;复合纳米材料的制备研究(Ⅰ)[J];火炸药学报;1999年01期
4 田中青;梁依经;黄伟九;余洪滔;;用微乳液法制备CeO_2纳米粒子[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年08期
5 李淑莲,陈光文,孙继良,李恒强;CeO_2-ZrO_2复合氧化物对金属蜂窝整体催化剂性能的影响[J];催化学报;2002年04期
6 骆心怡,何建平,朱正吼,李顺林,卢翔;纳米氧化铈颗粒对电沉积锌层耐蚀性的影响[J];材料保护;2003年01期
7 王成云,钱逸泰;掺杂纳米CeO_2块材的热稳定性研究[J];稀有金属材料与工程;2002年04期
8 郭广生,李铎,王志华,顾福博,郭洪猷;激光蒸凝法制备氧化铈纳米粒子[J];稀有金属材料与工程;2005年06期
9 杨晓丹;于然波;宝金荣;王丹;陈骏;邢献然;;两步法制备镧掺杂氧化铈纳米粉体[J];稀有金属材料与工程;2009年S2期
10 杨许文;宋远强;张怀武;苏桦;;Co掺杂对CeO_2显微结构及磁性能的影响[J];磁性材料及器件;2009年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 白静怡;稀土化合物纳米材料的制备及表征[D];浙江大学;2006年
2 糜裕宏;金属硫化物及铁、锰氧化物纳米结构的水热合成与表征[D];浙江大学;2007年
3 田瑞芬;掺杂氧化铈基中温固体氧化物燃料电池电解质材料的制备与表征[D];中国科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 柴希娟;锌铈复合氧化物的紫外光屏与催化特性研究[D];昆明理工大学;2004年
2 赵铭;二氧化铈催化剂的制备及催化性能的研究[D];南京理工大学;2005年
3 张悦;氧化铈纳米材料的制备及其催化性能研究[D];北京化工大学;2008年
4 刘强;CeO_2纳米粉体的制备及其对甲醇的催化氧化[D];江苏工业学院;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林河成;氧化铈产品的生产、应用及市场[J];四川有色金属;2002年01期
2 郭卫红,李盾,唐颂超,苏诚伟,徐种德;纳米材料及其在聚合物改性中的应用[J];工程塑料应用;1998年04期
3 宋来洲,白明华,李健;微滤分离膜在城市污水深度处理中的应用[J];安全与环境学报;2004年05期
4 袁波祥,陈莎,杨圣杰;臭氧化技术在饮用水处理中的应用[J];北方交通大学学报;2001年06期
5 张汝冰,李凤生;复合纳米材料的制备研究(Ⅰ)[J];火炸药学报;1999年01期
6 王德宪;溶胶—凝胶法的化学原理简述[J];玻璃;1998年01期
7 董相廷,胡耀,张伟,刘桂霞,孙晶,刘景和;聚乙二醇凝胶法制备CeO_2纳米晶[J];长春光学精密机械学院学报;1999年04期
8 董相廷,洪广言;溶胶-凝胶法合成二氧化铈纳米晶[J];长春理工大学学报;2002年02期
9 崔玉川,傅涛;我国水污染及饮用水源中有机污染物的危害[J];城市环境与城市生态;1998年03期
10 左言军,习海玲,张建宏,李志军,周放;TiO_2悬浮体系光催化降解反应动力学模型的建立[J];催化学报;2001年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张保华;张小农;;SMAT纳米钛的组织及力学性能研究[J];材料导报;2007年04期
2 王伟;虞午二;陈慧;;纳米阻燃性背面胶的研制[J];宁波化工;2004年Z1期
3 温爱玲;王生武;杨军勇;任瑞铭;;高能喷丸表层纳米化对纯钛旋转弯曲疲劳性能的影响[J];材料开发与应用;2007年04期
4 钱晓静;黄国强;林波;;Mg-Ni系贮氢合金的改性[J];稀有金属;2008年01期
5 张磊;孟国哲;张涛;邵亚薇;王福会;;利用随机方法研究纳米化对纯锌点蚀行为的影响[J];腐蚀科学与防护技术;2009年02期
6 刘战伟;吴剑;王仲民;;纳米贮氢材料及其制备方法的研究进展[J];材料导报;2009年S1期
7 韩靖;盛光敏;胡国雄;周小玲;颜婧;;0Cr18Ni9Ti不锈钢表面纳米化层的组织和性能[J];机械工程材料;2008年11期
8 侯莹;魏丽乔;张利;刘常盛;许并社;;壳聚糖改性及抗菌胶乳制备[J];材料热处理学报;2010年05期
9 钟宁;徐山清;闵娜;温春生;金学军;戎咏华;;共析钢经表面研磨处理后微观组织的演化[J];上海交通大学学报;2006年10期
10 ;药物及微量元素的纳米化技术[J];技术与市场;2006年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 程虎民;;中药的超细化与纳米化[A];中国颗粒学会超微颗粒专委会2011年年会暨第七届海峡两岸超微颗粒学术研讨会论文集[C];2011年
2 张磊;孟国哲;张涛;邵亚薇;王福会;;利用随机方法研究纳米化对纯锌点蚀行为的影响[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年
3 吴敏;黄培;蔺晓博;黄勇;;纳米纤维素的绿色制备及其在先进材料方面的应用[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
4 吴庆生;;夹心有机金属化合物的纳米化与功能化[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
5 丁鹏;章晓霁;刘玲玲;宋娜;施利毅;;高精度研磨法制备纳米滑石粉及其在聚丙烯中的应用研究[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
6 唐新峰;李涵;谢文杰;;结构纳米化设计提高材料热电传输性能——熔体旋甩结合放电等离子烧结技术在热电材料制备中的应用[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
7 孙建春;陈登明;兰伟;;HESP法实现工业纯铁表面自纳米化工艺的研究[A];2010中国·重庆第七届表面工程技术学术论坛暨展览会论文集[C];2010年
8 杨咏来;徐恒泳;李文钊;;载体纳米化对Ni/γ-Al_2O_3催化剂上CH_4-CO_2重整反应积炭性能的影响[A];2001年纳米和表面科学与技术全国会议论文摘要集[C];2001年
9 曹中秋;于龙;张轲;张媛;;纳米化对Ag-50Ni在HCl介质中的腐蚀电化学行为的影响[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年
10 盖国胜;杨玉芬;樊世民;郑伟亮;;工业矿物原料表面纳米化包覆技术[A];2003年全国粉体设备—技术—产品信息交流会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李晓;耐美薄纳米化大陶板[N];中国房地产报;2004年
2 记者 宋伟芳;小鸭纳米化了[N];中国企业报;2001年
3 记者 袁月霞;纳米化妆品还处于研究阶段[N];中国消费者报;2004年
4 董淑华;“毛绒纤维纳米化”项目通过国家验收[N];中国纺织报;2006年
5 高峻;品德纳米绒通过中科院检测[N];中国纺织报;2008年
6 记者 李颖;毛纺织行业绽放一朵奇葩[N];科技日报;2006年
7 梁曦;863项目水性木器涂料实现产业化[N];科技日报;2007年
8 李凯 孟晶;高性能水性木器涂料产业化获突破[N];中国化工报;2007年
9 ;我国纳米研究取得突破性进展[N];中国高新技术产业导报;2006年
10 本报记者 刘菁菁;KINGMAX发布全线产品展望[N];计算机世界;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 荆洁颖;高活性水分散纳米二氧化钛制备、表征及光催化应用[D];太原理工大学;2012年
2 董亮;前驱体纳米化后氧化钨陶瓷中高温温区的电学性能研究[D];西南交通大学;2011年
3 唐丽荣;功能化纳米纤维素的设计、构建及其在药物缓控释中的应用研究[D];福建农林大学;2013年
4 李丽;纳米形态铝化合物与辅酶的作用和对相关脱氢酶活性的影响[D];南京理工大学;2013年
5 陈永辉;核壳纳米线和纳米管的制备机理及磁性研究[D];中国科学院研究生院(近代物理研究所);2014年
6 车玲;含羧基小分子药物介导亲水聚合物自组装构建纳米给药系统研究[D];第三军医大学;2013年
7 顾鑫;过渡金属氧化物纳米结构的构筑及其储锂性能研究[D];山东大学;2014年
8 孙德文;聚氨酯纳米复合泡沫材料的制备及表征研究[D];兰州大学;2011年
9 孙华银;纳米四氧化三锰催化的氧化反应及纳米铋促进的烯丁基化反应研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 姜真;非球形空心纳米结构的控制合成及性质研究[D];山东大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 夏冰;微生物矿化纳米结构体及应用研究[D];长春理工大学;2010年
2 任慧;纳米硼酸锌的合成及其在聚合物中的阻燃应用研究[D];广东工业大学;2011年
3 尹开忠;纳米氧化钇的合成及其复合材料的热反射性能研究[D];上海师范大学;2010年
4 王旋;非金属掺杂与纳米多孔WO_3的制备及其光解水活性研究[D];中南大学;2010年
5 李纯;纳米CeO_2薄膜的制备、表征及其相关行为研究[D];浙江大学;2011年
6 方军;离子液体辅助制备纳米氧化钇与氧化钕[D];西北大学;2011年
7 张莉;纳米TiO_2/SPI复合物的制备和保鲜性能研究[D];浙江大学;2011年
8 范莉莉;长余辉发光纳米标记物的制备和表征[D];暨南大学;2011年
9 梅红;纳米/微米复合热电材料热电与力学性能研究[D];武汉理工大学;2010年
10 丁留伟;脱合金法制备纳米多孔铜的研究[D];济南大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026