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基于钙钛矿材料LaFeO_3构建复合型可见光催化剂及其降解苯酚性能的研究

徐畅  
【摘要】:近年来,环境污染尤其是水污染问题日益严峻。苯酚及其衍生物作为最为常见的有机污染物,广泛存在于各种工业废水中。并且由于其毒性强、难降解等特性,严重威胁了我们的生命健康和生活环境,目前已被归类为最危险的有机污染物之一。因此绿色、高效的光催化氧化技术在环境领域废水处理方面受到了众多科研工作者们的青睐。而如何构建高性能可见光催化剂则是目前低浓度含酚废水处理方面的研究重点。本论文基于钙钛矿氧化物LaFeO_3,通过离子掺杂和半导体复合分别构建了双钙钛矿La_2Al Fe O_6光催化剂、Direct Z-scheme LaFeO_3/WO_3异质结光催化剂以及Z-scheme LaFeO_3/g-C_3N_4/Zn O异质结光催化剂,并以苯酚为探针,评估了系列复合催化剂的光催化性能,实验结果简述如下:1、通过葡萄糖溶胶凝胶法制备了双钙钛矿型光催化剂La_2Al Fe O_6,并深入研究了铝离子的掺杂对钙钛矿LaFeO_3的微观形貌、电子价态、表面活性氧物种含量和光学性能等方面的影响。此外还深入探究了不同的有机污染物、溶液p H值、无机离子、腐殖酸等对该光催化剂性能的影响,进一步证实了双钙钛矿La_2Al Fe O_6光催化剂在实际的废水处理应用方面的广阔应用前景。2、构建了Direct Z-scheme LaFeO_3/WO_3异质结光催化剂,不仅极大程度的提高了复合光催化剂对苯酚的光催化降解效率,而且还对苯酚的降解中间产物进行了深入探究,提出了光催化苯酚降解的可能路径和反应机理,为探索光催化降解苯酚的途径提供了实验依据。3、大比表面积Z-scheme LaFeO_3/g-C_3N_4/Zn O异质结光催化剂的构建,不仅为光催化反应提供了更多的反应场所和活性位点,而且还大幅提升了复合半导体材料对可见光的光吸收能力,有效地抑制了光致空穴-电子对的复合,极大程度的改善了其在可见光下对苯酚及其衍生物的降解情况。


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