收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

新型复合光催化剂的构筑、微结构调控及其降解有机污染物研究

郭亚丹  
【摘要】:近年来,随着人们对环境问题的日益重视,环境污染处理新技术得到快速发展。其中,光催化技术具有能耗低、无污染等优点受到了广泛关注。Ti02半导体因为具有催化活性高、化学和光稳定性好、安全无毒等优点而被作为一种常用的光催化剂。但是,Ti02较宽的禁带宽度使其只能利用太阳光中少部分的紫外光,且存在难以回收利用问题,限制了其在实际中的应用。因此,有必要寻求新型可见光响应的光催化材料并提高其可回收利用性能。Bi2WO6半导体具有高活性、可见光响应、无毒等特点,近年来备受人们关注。但Bi2WO6催化剂仍然存在光生电子空穴容易复合和吸附性不足问题。为解决此问题,本论文主要进行了金属氧化物或粘土复合Bi2WO6研究,并对其可见光催化降解有机污染物进行研究。 本文首先采用简单易行的水热法成功合成具有分等级结构CaWO4/Bi2WO6复合光催化剂。通过XRD、TEM、SEM、UV-vis DRS、BET、XPS等多种现代表征手段,分析CaWO4/Bi2WO6复合光催化剂的微结构、相学组成与表面特征之间的构效关系。探讨CaWO4/Bi2WO6复合光催化剂对有机污染物罗丹明B(RhB)和对硝基苯酚(4-NP)的光催化降解活性。与纯的Bi2WO6比较,复合光催化剂对RhB和4-NP的光催化活性分别提高4.5倍和1.8倍。另外,复合光催化剂在4次光降解循环后仍能保持良好的活性。利用催化剂能带结构的估算,揭示复合光催化材料光催化活性增强的原因是电子空穴对的有效分离。 为了进一步提高Bi2WO6催化剂的光催化活性,本文通过水热法成功合成可见光响应的具有分等级结构α-Fe2O3/Bi2WO6复合光催化剂。采用XRD、SEM、 HRTEM、BET、XPS、UV-vis DRS等多种现代表征手段,分析α-Fe2O3/Bi2WO6复合光催化剂的微结构、相学组成和光吸收等特征。α-Fe2O3/Bi2WO6复合光催化剂对有机污染物罗丹明B(RhB)和酸性红染料呈现出良好的吸附性能和较高的光催化活性。通过各种活性基团的测定结果及催化剂能带结构的估算,发现复合光催化材料具有高活性高吸附性的原因是α-Fe2O3(?)(?)Bi2WO6的协同作用的结果。 为了进一步增强Bi2WO6催化剂的吸附性,提高固液分离效率及重复利用率,本文选用累托石粘土作为载体,通过溶胶凝胶法成功合成可见光响应的Bi2WO6/累托石复合光催化剂。采用XRD、SEM、HRTEM、BET、XPS、UV-vis DRS等多种现代表征手段,分析Bi2WO6/累托石复合光催化剂的层状结构与表面特征之间的关系。Bi2WO6/累托石复合光催化剂对直接大红(4BS)呈现出良好的较高光催化活性和吸附性能。复合光催化剂性能增强的原因主要归因于Bi2WO6半导体的可见光吸收和累托石吸附的协同作用。 最后,本文还对新型等离子体光催化材料进行了探索。以硅酸钠和硝酸银作为原料,采用简单易行的微波法-光诱导还原和离子交换法-光诱导还原两种方法分别合成可见光响应的Ag-Ag6Si207等离子体光催化剂。所制备的等离子体光催化剂对目标污染物亚甲基蓝(MB)有良好的催化降解活性,主要归因于金属Ag等离子体共振效应和Ag6Si207极化场作用。从活性自由基实验结果发现空穴(h+)和过氧(O2·-)自由基在Ag-Ag6Si207光催化剂降解污染物中起了非常重要的作用。最后对Ag-Ag6Si207离子体催化材料的稳定性及相关机理进行了探讨。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 林岳宾;丁红燕;章跃;;纳米TiO_2/SnO_2/ATP复合光催化剂的制备及表征[J];材料导报;2010年S1期
2 姜勇;解强;张婷婷;王燕;姚鑫;;活性炭载体对TiO_2/AC光催化降解苯酚影响研究[J];工业水处理;2011年08期
3 董兴盛;司乃潮;司松海;周广宏;;ATP-SnO_2-TiO_2复合光催化剂性能研究[J];钢铁钒钛;2012年05期
4 包淑娟,张校刚,刘献明,辛凌云,屈建平;磁载WO_3TiO_2/SiO_2/Fe_3O_4复合光催化剂的制备及其光催化活性[J];催化学报;2003年12期
5 王理明;姚秉华;程刚;李艳;;RuO_2/La_2O_3/TiO_2复合光催化剂对直接红棕M的降解研究[J];纺织高校基础科学学报;2006年03期
6 陈树东;胡琳娜;刘景;;氧化银-二氧化钛/膨润土复合光催化剂的制备及性能研究[J];无机盐工业;2008年08期
7 戈磊;张宪华;;新型可见光活性In_2O_3-CaIn_2O_4复合光催化剂的制备及性能[J];硅酸盐学报;2009年06期
8 孙良苏;翟春阳;杜明春;王莹;杨平;杜玉扣;;Fe_3O_4/SrTiO_3复合光催化剂降解甲基橙[J];化学研究;2009年04期
9 张丽;黄可龙;陈浩;阎建辉;;CuFe_2O_4/TiO_2复合光催化剂在模拟太阳光下对大肠杆菌杀灭作用的研究[J];矿冶工程;2011年02期
10 赵国升;刘伟;段小月;常立民;;钒酸盐掺杂二氧化钛可见光响应的复合光催化剂的研究进展[J];硅酸盐通报;2013年03期
11 李焕;张青红;王宏志;李耀刚;;氧化铋/硅藻土复合光催化剂的制备及其可见光催化性能[J];硅酸盐学报;2013年04期
12 魏龙福;余长林;;石墨烯/半导体复合光催化剂的研究进展[J];有色金属科学与工程;2013年03期
13 熊毕华;雷绍民;龚文琪;郭高丽;张向华;;二氧化钛/蒙脱石复合光催化剂抗菌动力学研究[J];化学反应工程与工艺;2006年06期
14 杨海刚;宋远卿;徐守斌;江龙;淡宜;;基于聚乙烯醇的共轭聚合物/二氧化钛复合光催化剂的结构及光催化性能[J];高分子材料科学与工程;2011年07期
15 海锋;张前程;王志伟;简丽;;镍钒复合光催化剂的光谱特征及其光催化性能[J];光谱学与光谱分析;2011年04期
16 许士洪;谭东栋;鲁巍;时鹏辉;毕得福;马春燕;上官文峰;;液相沉积法制备可磁分离复合光催化剂纳米球及其催化性能[J];催化学报;2013年02期
17 翟茜茜;胡国新;唐波;;石墨烯杂化钛酸管复合光催化剂的制备与表征[J];上海交通大学学报;2013年05期
18 徐华胜,陈锋,马宏燎,柏子龙,张金龙;硅烷化溶剂对TiO_2/Fe-MCM-41复合光催化剂吸附性能的影响[J];华东理工大学学报(自然科学版);2005年03期
19 刘建华;杨蓉;李松梅;;TiO_2/ACF光催化再生复合材料的研究进展[J];材料工程;2006年08期
20 龚潇;陈天虎;庆承松;高薇;;TiO_2/α-Fe_2O_3复合光催化剂的制备及表征[J];硅酸盐学报;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张敬畅;高玲玲;曹维良;;超临界流体干燥法制备新型TiO_2-CeO_2-SiO_2三元纳米复合光催化剂及其光催化性能研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
2 冯妍;吴青松;张国英;;Fe_2O_3/Bi_2WO_6复合光催化剂的制备及性能[A];第六届全国物理无机化学会议论文摘要集[C];2012年
3 王凯;徐志坚;韩一丹;底兰波;张秀玲;;离子液体助TiO_2-CoFe_2O_4磁性复合光催化剂的制备[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年
4 李霞;江国华;唐柏林;魏征;王小红;;CF/N-doped BiOBr复合光催化剂的制备及性能研究[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年
5 孙勇;房晶瑞;王鲁东;;导电高分子/无机半导体复合光催化剂的研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
6 李长江;王胜平;巩金龙;;磷酸银-钒酸铋复合光催化剂的制备与性能研究[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年
7 丛野;龙梅;秦云;李轩科;;以炭黑为反应性模板制备二氧化钛/炭黑复合光催化剂[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年
8 张荷美;宋秀芹;;ZnO/TiO_2复合光催化剂的制备及其光催化性能研究[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年
9 曹暮寒;吴建成;皋银银;敖燕辉;;磁性石墨烯负载二氧化钛复合光催化剂的制备及光催化性能研究[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年
10 李绘;张晓艳;崔晓莉;;火热法制备嵌碳TiO_2-SiO_2复合光催化剂[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈浪;高效含铋复合光催化剂的设计、合成与应用研究[D];湖南大学;2013年
2 霍鹏伟;基于有机废水降解的表面修饰型空心微珠负载TiO_2复合光催化剂的制备及降解行为和机理研究[D];江苏大学;2011年
3 郭鹏;TiO_2/ZSM-5复合光催化剂的制备及性能研究[D];大连理工大学;2010年
4 吴思展;类石墨氮化碳(g-C_3N_4)的合成、加工处理、修饰及其光催化性能的研究[D];华南理工大学;2014年
5 刘馨琳;镉/钛基纳米复合半导体材料的制备及其光催化性能研究[D];江苏大学;2014年
6 姜勇;纳米TiO_2/磁性活性炭光催化剂制备与性能研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
7 姜文风;“All-in-One”TiO_2复合光催化剂的制备及对水体中典型有机污染物降解研究[D];大连理工大学;2013年
8 李红;α-Fe_2O_3基复合光催化剂的制备及其降解甲苯性能的研究[D];大连理工大学;2013年
9 孙爱武;二维碳修饰复合催化剂的制备及其可见光催化性能研究[D];南京理工大学;2013年
10 张积桥;基于银盐及其复合物高效光催化降解剂的制备及性能研究[D];南开大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵东方;活性炭负载二氧化钛复合光催化剂的制备及其光催化性能研究[D];河南师范大学;2012年
2 檀科明;负载型复合光催化剂的制备及降解车内甲醛的实验研究[D];重庆大学;2012年
3 李焕;易回收的氧化锌基和氧化铋基复合光催化剂的制备及光催化性能[D];东华大学;2013年
4 谭东栋;可磁分离复合光催化剂纳米球的制备及其磁性成分对催化性能的影响研究[D];东华大学;2013年
5 周梦颖;卤化氧铋及其复合光催化剂的制备及在光催化降解中的应用[D];华东师范大学;2014年
6 余威威;负载型二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂的制备及性能研究[D];东华大学;2011年
7 谢丽华;复合光催化剂的制备、表征及其光催化性能研究[D];西北师范大学;2013年
8 闫文浩;CaIn_2O_4/Fe-TiO_2复合光催化剂的制备与光催化性能研究[D];中国科学技术大学;2014年
9 王德方;复合光催化剂的结构设计及其光催化性能研究[D];陕西科技大学;2013年
10 严艳红;Ag_3PO_4/Fe_2O_3复合可见光催化剂的制备、表征及电化学研究[D];华南理工大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 葛进;日科学家开发出新型复合光催化剂[N];科技日报;2008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