收藏本站
收藏 | 论文排版

有机-无机杂化钨酸铋复合光催化材料的制备及其性能研究

杨瑞祥  
【摘要】:水污染的治理关系到人类社会的生存与发展,然而传统的治理方式具有时间长、费用高、二次污染等问题。因此,具有环保性、高效性和可再生性等优势的光催化技术逐渐成为当前的研究热点。但是,大多数单一光催化剂存在对可见光响应能力差、光生电子-空穴对复合率高、催化剂粉末容易聚集、难回收、循环稳定性差等问题,制约了其在实际污水处理中的广泛应用。钨酸铋(Bi_2WO_6)作为当前研究最重要的光催化半导体之一,其禁带宽度较窄,对可见光有很好的响应。但是,其光生电荷复合率高、氧化电位较低以及容易聚集等问题仍然限制其发展。国内外研究者尝试采用半导体复合、贵金属沉积和元素掺杂等改性方法,虽然取得了一定成效,但是效果不尽满意。有机-无机杂化体系的构筑,是改善光催化剂光催化性能的重要策略,本论文通过引入共轭有机小分子植酸和三聚氰胺制备了有机-无机杂化半导体光催化剂PW_(12)/CN@Bi_2WO_6,其中共轭有机小分子作为“桥梁”,与钨酸铋和磷钨酸作用形成Z型异质结结构,抑制了光生电荷的复合,显著地提高了光生电荷的分离效率,同时克服了Bi_2WO_6光催化剂稳定性差的弊端。针对现有粉体光催化剂在液相使用中难以重复利用的问题,本论文将棉织物作为载体,制备PW_(12)/CN@Bi_2WO_6/棉循环型催化材料。本论文主要围绕有机无机复合光催化的制备和结构表征、降解性能、降解机理分析以及负载型光催化材料制备及其应用性能几个方面展开,具体如下:1、有机无机杂化PW_(12)/CN@Bi_2WO_6光催化剂的制备:本论文以磷钨酸、三聚氰胺、植酸和Bi_2WO_6半导体为原料,通过水热法,合成了有机-无机杂化PW_(12)/CN@Bi_2WO_6半导体光催化材料,研究了反应物比例、合成温度、p H值、合成时间等条件对催化剂性能的影响。研究结果表明:当PW_(12)/CN复合材料掺杂比为10%、p H值为3、温度为180℃以及制备时间为8 h时,所制备有机-无机杂化复合材料光催化性能优异。通过SEM、TEM、XRD、XPS和BET等手段对制备的PW_(12)/CN@Bi_2WO_6复合催化剂的进行表征。结果表明:磷钨酸被共轭小分子包裹,与钨酸铋相互堆叠,成功的制备了大比较面积的有机无机杂化PW_(12)/CN@Bi_2WO_6光催化剂2、有机无机杂化PW_(12)/CN@Bi_2WO_6光催化剂的降解性能:通过降解无色的盐酸四环素(TC)、有色的活性染料(RB-19)以及重金属六价铬离子,评估PW_(12)/CN@Bi_2WO_6复合催化剂的光催化性能。此外,尝试利用不同无机盐离子和不同水质配制的四环素溶液为底物进行降解来评估其实际应用中的光催化性能,结果表明所制备的PW_(12)/CN@Bi_2WO_6复合材料对不同降解底物和不同条件的水质均具有高效的光催化降解性能,证明其具有潜在的应用价值。3、PW_(12)/CN@Bi_2WO_6光催化剂的降解机理:通过自由基捕捉和电子自旋共振(ESR)实验,证明光催化氧化反应过程中起主要作用的活性基团是h~+和·O_2~-,并结合莫特-肖特基曲线得到的导带位置以及计算出的价带位置,推断其为Z型异质结的光催化机理。此外,利用三维荧光光谱和液质联用技术跟踪监测四环素的降解中间过程。4、负载型光催化剂的制备及性能分析:通过“胺-醛化反应”将上述PW_(12)/CN@Bi_2WO_6复合光催化剂粉体锚固在棉织物上,用于提高光催化剂与纤维织物的结合牢度,研究结果表明:制备的复合催化功能织物具有较高的光催化效率、反应条件温和、循环使用五次后降解率保持在80%,具备较高的光催化活性,具有可重复使用和使用后无二次污染等优势。本论文的研究为解决粉末状光催化剂在溶液中易于聚集以及难以重复利用提供了新的途径和参考价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 延檬羽;王晓东;黄伟;;以分子筛为基础的有机-无机杂化膜研究进展[J];天然气化工(C1化学与化工);2017年01期
2 祝亚林;顾远;陈可平;高霞;梁书恩;田春蓉;王建华;;有机-无机杂化壳微胶囊合成及应用研究进展[J];功能材料;2015年19期
3 宋霖;韦奇;郝润秋;聂祚仁;李群艳;;十七氟癸基修饰的有机-无机杂化二氧化硅膜材料的制备及气体分离性能[J];高等学校化学学报;2012年08期
4 陈玉珍;高玉周;何玉娟;;纯镁表面有机-无机杂化膜的防腐蚀性能[J];腐蚀与防护;2011年08期
5 宋东升;杜启云;王薇;;有机-无机杂化膜的研究进展[J];高分子通报;2010年03期
6 宋杰;周勇;高从堦;;有机-无机杂化复合膜的研究进展[J];水处理技术;2013年01期
7 历亳;刘立红;胡冬慧;陈佳明;邓兆鹏;;有机-无机杂化同多钼酸超分子化合物的合成、晶体结构及电催化性能[J];黑龙江大学自然科学学报;2021年02期
8 李小霞;江申龙;张群;;结构乱序对二维有机-无机杂化钙钛矿材料中激子行为和动力学的影响(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Physics;2020年05期
9 金广泉;陈雪娟;吴荣;;纳米材料在有机-无机杂化涂层中的应用[J];涂料技术与文摘;2015年10期
10 程蓓;何积铨;;有机-无机杂化物在铁质文物保护中的应用研究[J];文物保护与考古科学;2008年03期
11 高悝;叶春;李春华;;纳米材料用于改性水处理中的有机-无机杂化膜的研究进展[J];应用化工;2017年10期
12 曾泽;张涛;钟荣;;光固化有机-无机杂化涂料制备工艺的理论研究[J];江西化工;2016年04期
13 娄丽丽;张萍波;范永生;唐敏艳;蒋平平;;环氧苯丙树脂的制备及有机-无机杂化膜的性能[J];精细化工;2014年04期
14 邓海冬;帅琴;丁晓晓;顾涛;朱丹;;新型有机-无机杂化涂层-气相色谱/质谱联用测定正构烷烃性能研究[J];岩矿测试;2012年06期
15 李为立;智锁红;高延敏;;溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化涂料及其应用研究进展[J];上海涂料;2009年04期
16 ;有机-无机杂化涂料[J];涂料技术与文摘;2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 郁晨阳;黄建啟;齐迹;杨腾;张志东;李昺;;CH(NH_2)_2I的巨压卡效应[A];中国稀土学会2021学术年会论文摘要集[C];2021年
2 王杨欣;高怡红;尉紫冰;周厚博;张丞;殷卓;胡凤霞;王晶;何伦华;沈保根;;一种具有可逆压热相变的有机-无机杂化钙钛矿材料[A];中国稀土学会2021学术年会论文摘要集[C];2021年
3 李丽娜;孙志华;罗军华;;有机-无机杂化钙钛矿铁电体设计合成及光电性能研究[A];中国化学会2019年中西部地区无机化学化工学术研讨会会议论文集[C];2019年
4 谢赛赛;王丹;赵俊伟;;2,5-噻吩二羧酸配体修饰的稀土嵌入砷钨氧簇的合成[A];河南省化学会2020年学术年会论文摘要集[C];2020年
5 刘孟灵;张琰;赵俊伟;;一例稀土La~Ⅳ嵌入的Keggin型四聚有机-无机杂化的碲钨酸盐[A];河南省化学会2020年学术年会论文摘要集[C];2020年
6 孟亮亮;侯鸿飞;常奕丹;郝平;武立州;;铜配合物片段和Keggin阴离子构筑的有机-无机杂化化合物的合成及晶体结构[A];中国化学会2019年中西部地区无机化学化工学术研讨会会议论文集[C];2019年
7 王正芳;刘树华;许亚茹;张浩;张波;;一例有机-无机杂化链状银金属碘化物[A];中国化学会2019年中西部地区无机化学化工学术研讨会会议论文集[C];2019年
8 樊留兵;赵静;刘泉林;;零维有机-无机杂化混合金属卤化物可调谐白光发射[A];第二届全国光电材料与器件学术研讨会摘要集[C];2021年
9 刘坤杰;姜兴兴;林哲帅;赵静;刘泉林;;无铅有机-无机杂化金属卤化物发光材料晶体结构及性质研究[A];第二届全国光电材料与器件学术研讨会摘要集[C];2021年
10 王晓静;侯学森;于成彬;王维;;POM-OL-4POSS分子中有机连接链对组装结构的影响[A];2018年海峡两岸暨港澳高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会(暨第十五届全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会)论文摘要[C];2018年
11 蔡斌;孟玉宁;;一例有机-无机杂化钍多酸的合成与结构[A];中国化学会第七届全国多酸化学学术研讨会会议论文集[C];2018年
12 李慧杰;巩培军;蒋君;陈利娟;赵俊伟;;一例1-D的饱和Keggin型有机-无机杂化的3d-4f异金属簇锗钨酸盐[A];中国化学会第七届全国多酸化学学术研讨会会议论文集[C];2018年
13 蒋君;陈利娟;赵俊伟;;一例1-D有机-无机杂化的3d-4f异金属锗钨酸盐的合成、结构和性质[A];中国化学会第七届全国多酸化学学术研讨会会议论文集[C];2018年
14 赵淑玲;张海霞;;基于多功能介孔硅共价聚合制备有机-无机杂化整体凝胶选择性富集核苷[A];中国化学会第十三届全国分析化学年会论文集(二)[C];2018年
15 张洪杰;牛春吉;冯婧;;稀土有机-无机杂化发光材料[A];2015年吉林省自然科学学术成果奖汇集[C];2015年
16 叶恒云;张毅;;有机-无机杂化的铁电稀土配合物的设计[A];中国稀土学会2020学术年会暨江西(赣州)稀土资源绿色开发与高效利用大会摘要集[C];2020年
17 马家俊;叶恒云;;一维有机-无机杂化稀土配合物[A];中国稀土学会2020学术年会暨江西(赣州)稀土资源绿色开发与高效利用大会摘要集[C];2020年
18 龚志新;叶恒云;;有机-无机杂化稀土配合物的发光性质研究[A];中国稀土学会2020学术年会暨江西(赣州)稀土资源绿色开发与高效利用大会摘要集[C];2020年
19 徐祺;叶恒云;;一种新型的有机-无机杂化稀土钙钛矿[A];中国稀土学会2020学术年会暨江西(赣州)稀土资源绿色开发与高效利用大会摘要集[C];2020年
20 王琴文;叶恒云;;二维有机-无机杂化的稀土发光材料[A];中国稀土学会2020学术年会暨江西(赣州)稀土资源绿色开发与高效利用大会摘要集[C];2020年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 王仲夏;有机-无机杂化介电、铁电材料研究[D];东南大学;2019年
2 胡菊芳;含钒杂多铌氧簇基有机-无机杂化化合物的合成、结构与性质[D];北京理工大学;2017年
3 李健;基于双功能高分子设计制备有机-无机杂化固定化酶载体[D];天津大学;2010年
4 罗善霞;Bi_2WO_6和掺杂与负载型TiO_2光催化剂的制备与表征及其活性评价[D];天津大学;2010年
5 赵冰洁;含多面齐聚倍半硅氧烷的有机-无机杂化聚合物的形态结构、形状记忆及自愈合性能[D];上海交通大学;2020年
6 孙冰;新型有机-无机杂化钙钛矿的合成与自旋器件研究[D];兰州大学;2020年
7 张迪;铋基Z型光催化剂的制备与性能[D];哈尔滨工业大学;2021年
8 李燕瑞;基于半导体异质结构的光催化剂设计、合成及性质研究[D];中国科学技术大学;2017年
9 郑瀚;喷雾热解制备二氧化钛基分散异质结微球光催化剂及气相光催化性能研究[D];东北师范大学;2016年
10 王焕丽;氧化铋基光催化剂的制备及其性能研究[D];东华大学;2015年
11 李俊;新型铋系光催化剂的结构调控及其宽谱光响应的光催化性能增强机理研究[D];武汉理工大学;2019年
12 刘桐垚;基于光吸收增强与载流子调控的三种典型光催化剂的设计、制备及性能研究[D];兰州大学;2020年
13 汤春妮;磷酸银及其异质结光催化剂的制备、表征和性能研究[D];西北大学;2016年
14 朱成章;缺陷型TiO_2基异质结光催化剂的制备及其降解抗生素机理研究[D];南京大学;2020年
15 潘雅婷;金属有机框架基光催化剂的合成、电荷转移行为调控和催化性能研究[D];中国科学技术大学;2021年
16 龙绘锦;高效微纳结构TiO_2基光催化剂的制备及其光催化性能研究[D];吉林大学;2009年
17 兰云龙;氮化碳基光催化剂的可控合成及其有效降解萘类衍生物研究[D];中国石油大学(北京);2020年
18 孟庆强;钼酸铋基光催化剂的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2020年
19 游丹;金属硫化物半导体多级结构的构建及光催化性能研究[D];中国地质大学;2021年
20 张若愚;石墨相氮化碳基光催化材料的性能调控及第一性原理研究[D];西北大学;2020年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 杨瑞祥;有机-无机杂化钨酸铋复合光催化材料的制备及其性能研究[D];东华大学;2021年
2 崔明焕;准二维有机-无机杂化钙钛矿中的瞬态物理过程研究[D];河南师范大学;2019年
3 王长峰;阴离子无序型及有机-无机杂化钙钛矿铁介电材料的制备与研究[D];江西理工大学;2019年
4 梁志文;多功能有机胺为模板合成有机—无机杂化化合物及其性能的研究[D];南昌大学;2019年
5 王哲焱;二乙胺基有机-无机杂化钙钛矿材料的制备与研究[D];中北大学;2019年
6 莫崇姣;有机—无机杂化卤化物和硫化物的制备及性质[D];苏州大学;2017年
7 郑红歌;有机-无机杂化钙钛矿材料的变温光谱特性及光电特性研究[D];江苏科技大学;2018年
8 彭诗豪;有机—无机杂化氧化硅高效液相色谱填料的制备与表征[D];北京工业大学;2018年
9 郭强;有机—无机杂化含氮化合物的合成和介电性质研究[D];东南大学;2018年
10 殷姿;含环铵的有机—无机杂化化合物的介电性质研究[D];东南大学;2018年
11 苏晓越;有机—无机杂化钙钛矿表面增强拉曼光谱的研究[D];吉林大学;2018年
12 于慧;有机-无机杂化钙钛矿材料的合成、结构及性能研究[D];南昌大学;2018年
13 宋霖;十七氟癸基修饰的有机-无机杂化二氧化硅膜材料及氢气分离研究[D];北京工业大学;2012年
14 周爱民;功能性有机-无机杂化多金属氧酸盐研究[D];安徽大学;2002年
15 陈维英;C_(18)键合的有机—无机杂化多孔二氧化硅微球的制备及表征[D];北京工业大学;2015年
16 舒彦宁;含氮类有机-无机杂化二氧化硅材料的制备及对铼的吸附行为研究[D];辽宁大学;2017年
17 王琦;有机-无机杂化改性剂的合成及高渗透聚醚砜膜的制备[D];兰州理工大学;2021年
18 周爱梅;苯甲酰腙类有机-无机杂化介孔材料的合成及检测应用[D];山东大学;2021年
19 闫刚;多酸基有机—无机杂化化合物合成、结构及性质研究[D];东北师范大学;2013年
20 杨涛;二维有机-无机杂化钙钛矿的结构相变及光电性能研究[D];青岛大学;2020年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 通讯员 吴军辉 记者 冯国梧;新型高效光催化剂具双面功能[N];科技日报;2016年
2 晋楠;科学家研发光催化剂评估新法[N];中国科学报;2021年
3 黄欢 本报记者 李润文;南信大本科生发现光催化剂新材料[N];中国青年报;2015年
4 记者 吴长锋;固氮合成氨有了高效光催化剂[N];科技日报;2018年
5 本报记者 董小雷;环保技术新宠——光催化剂[N];中国化工报;2002年
6 记者 刘万生 通讯员 肖晔珺;中科院大连化物所 新型宽光谱捕光催化剂研发获进展[N];中国科学报;2018年
7 ;纳米固体光催化剂获发明专利[N];今日信息报;2003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
  • 010-62982499
  • 010-62783978