尖晶石型Mg 1-x （Zn/Cu） x Al 2 O 4 纳米粉体的制备、表征及光催化性能研究

发布时间：2022-08-06 21:33

　　光催化技术提供了一种新型、环保、高效的污染物降解方法。尖晶石型复合氧化物作为一类新型的光催化材料,具有光电化学性质稳定及可重复利用率高等优点。镁铝尖晶石作为尖晶石类矿物的代表,具有熔点高、热膨胀系数小、热导率低、抗热震性好、抗碱侵蚀能力强等优点。研究过渡金属取代对镁铝尖晶石结构和光催化性能的影响具有重要意义。本文以MgCl₂·6H₂O、AlCl₃·6H₂O为原料,以NaOH、NH₃·H₂O为沉淀剂,适量加入Zn²⁺、Cu²⁺,采用共沉淀法在不同温度下合成Mg_1-x（Zn/Cu）_xAl₂O₄,采用X射线衍射、扫描电镜分析、透射电镜分析、紫外可见漫反射、核磁共振等对其性质和结构进行了表征,并以汞灯为模拟紫外光源的条件下降解亚甲基蓝溶液,探究不同条件下制得的产物的光催化性能。以NaOH和NH₃·H_2<... 

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 光催化概述
        1.1.1 光催化反应机理
        1.1.2 光催化技术应用研究
        1.1.3 光催化材料研究现状
    1.2 镁铝尖晶石的应用现状研究
        1.2.1 耐火材料
        1.2.2 催化剂
        1.2.3 荧光剂载体
        1.2.4 吸附材料
        1.2.5 透明镁铝尖晶石材料
    1.3 镁铝尖晶石的制备
        1.3.1 固相法
        1.3.2 溶胶凝胶法
        1.3.3 沉淀法
        1.3.4 模板法
        1.3.5 燃烧法
        1.3.6 发泡法
        1.3.7 水热法
    1.4 研究目的与意义
第2章 实验过程及表征
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器
    2.3 实验原理和流程
        2.3.1 实验原理
        2.3.2 实验流程
    2.4 光催化材料性能表征方法
        2.4.1 热重分析
        2.4.2 X射线衍射分析
        2.4.3 红外光谱分析
        2.4.4 紫外可见漫反射分析
        2.4.5 扫描电子显微分析
        2.4.6 透射电子显微分析
        2.4.7 核磁共振分析
第3章 沉淀法制备MgAl_2O_4及其光催化性能研究
    3.1 氨水沉淀法制备MgAl_2O_4及光催化性能研究
        3.1.1 前驱体分析
        3.1.2 X射线衍射分析
        3.1.3 红外光谱分析
        3.1.4 扫描电子显微分析
        3.1.5 透射电子显微分析
        3.1.6 紫外可见漫反射分析
        3.1.7 光催化性能测试
    3.2 NaOH沉淀法制备MgAl_2O_4及光催化性能研究
        3.2.1 前驱体分析
        3.2.2 X射线衍射分析
        3.2.3 红外光谱分析
        3.2.4 透射电子显微分析
        3.2.5 紫外可见漫反射分析
        3.2.6 光催化性能测试
    3.3 本章小结
第4章 Mg_(1-x)Zn_xAl_2O_4纳米粉体的制备、表征和光催化性能研究
    4.1 Mg_(1-x)Zn_xAl_2O_4纳米粉体的制备
    4.2 Mg_(1-x)Zn_xAl_2O_4的表征
        4.2.1 前驱体分析
        4.2.2 X射线衍射分析
        4.2.3 红外光谱分析
        4.2.4 透射电子显微分析
        4.2.5 紫外可见漫反射分析
    4.3 光催化性能测试
    4.4 本章小结
第5章 Mg_(1-x)Cu_xAl_2O_4的制备、表征和光催化性能研究
    5.1 Cu~(2+)掺杂镁铝尖晶石的制备
    5.2 Mg_(1-x)Cu_xAl_2O_4的表征
        5.2.1 前驱体分析
        5.2.2 X射线衍射分析
        5.2.3 红外光谱分析
        5.2.4 紫外-可见漫反射分析
    5.3 光催化性能测试
    5.4 本章小结
第6章 Mg_(1-x)Zn_xAl_2O_4的光催化机理研究
    6.1 计算机模拟理论基础
    6.2 Al~(3+)反位对MgAl_2O_4能带结构的影响
    6.3 Zn~(2+) 取代对MgAl_2O_4能带结构的影响
    6.4 本章小结
第7章 结论
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]采用第一性原理研究非金属掺杂BiOCl的电子结构和光吸收性质[J]. 王艳,张小超,赵丽军,赵晓霞,史宝萍,樊彩梅.  高等学校化学学报. 2014(12)
[2]CuAl2O4微观形貌可控制备及其对可见光光催化性能的影响[J]. 姜妍彦,杜兴科,张纪文,胡志强,刘敬肖,郝洪顺.  硅酸盐学报. 2013(09)
[3]低温镁铝尖晶石纳米粉末的制备与表征[J]. 范立群.  化工新型材料. 2013(08)
[4]增强型镁铝尖晶石透明陶瓷的制备[J]. 李祯,雷牧云,王立弟.  陶瓷学报. 2012(04)
[5]发泡法制备镁铝尖晶石轻质耐火骨料[J]. 吴朝齐,徐庭,戴若冰,卞越杰.  玻璃与搪瓷. 2012(03)
[6]LiF对镁铝尖晶石透明陶瓷红外透过率的影响[J]. 李法荟,林红,李俊峰,雷牧云,李祯,李建保.  无机材料学报. 2012(04)
[7]二氧化锆对低品位菱镁矿制备镁铝尖晶石材料组成结构的影响[J]. 罗旭东,曲殿利,张国栋.  硅酸盐通报. 2012(01)
[8]尖晶石型MAl2O4粉体的制备及光催化性能[J]. 骆凡,胡东红.  泉州师范学院学报. 2011(06)
[9]TiN晶体尺寸与其力学性能的第一性原理研究[J]. 刘学杰,张安萍,姜永军,陈小强,贾慧灵.  科技导报. 2011(30)
[10]载体焙烧温度对Ru/MgAl2O4催化剂液相苯部分加氢性能的影响[J]. 周功兵,刘建良,许可,裴燕,乔明华,范康年.  催化学报. 2011(09)

博士论文
[1]AB2O4化合物的合成、结构表征与光诱导特性研究[D]. 姜妍彦.大连理工大学 2008



本文编号：3670402