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一种可重复利用的负载型nano-PAA-NiO光催化剂的制备及其应用

黄一飞  
【摘要】:目前,有机水污染问题日趋严重。光催化氧化技术在处理有机污染物方面具有许多的优点:反应条件温和,处理范围广,不引入其他物质,处理彻底等。但光催化氧化技术在应用的过程中,却存在着催化剂易失活、分散性差、不易回收等缺点。因此,制备一种在拥有高催化活性的同时,分散性好、回收方便、并能够重复利用的光催化剂,具有实际的研究意义与价值。本论文主要采用自组织生长法制备了一种负载在纳米多孔阳极氧化铝(nano-PAA)上的具有稳定结构的氧化镍(NiO)纳米材料。利用SEM、EDS、XRD和傅里叶红外光谱表征对nano-PAA-NiO复合材料的组成结构特性进行分析研究,利用氮气吸附脱附测试计算了材料的比表面积(129.11 m~2/g),由紫外可见光谱吸收测定了其光学带隙(3.0 e V),通过光致发光光谱研究了材料的电子转移特性。然后,以该nano-PAA-NiO复合材料作为光催化剂,对实验室中的有机染料污染物甲基橙进行了光催化降解,详细分析了不同因素对其光催化活性的影响,研究结果显示对甲基橙的最大降解率能达到94.3%,而且催化剂在重复使用三次后,降解率仍能达到80%以上。最后,对nano-PAA-NiO光催化降解甲基橙的反应机理进行了阐明,其反应动力学数据符合一阶动力学方程。该负载型nano-PAA-NiO复合材料具有可控的形貌结构、良好的稳定性和分散性,以及在光催化降解有机染料方面具有较好的活性和重复利用能力,并且材料的制备过程经济、安全,可以大面积制备,在生产生活中具有实用价值。


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