Mn x Zn 1-x Fe 2 O 4 /Bi 2 O 3 复合磁性光催化剂的制备与特性表征

发布时间：2022-08-13 14:16

　　随着工业化程度的加快,环境污染尤其是水体污染日益严重。传统的废水处理方法存在耗能大、处理周期长等缺陷,半导体光催化技术因在降解水中有机污染物过程中具备高效、节能等特点,受到广泛关注。Ti O2作为半导体光催化剂的代表,因其无毒、稳定性好等优点,成为能源环境学者的研究热点。但Ti O2禁带较宽,对可见光的响应较弱,越来越多的研究者将目光转向了新型光催化剂的探索,如Ag3PO4及其复合物、硫化物、铋系化合物等。其中铋系化合物中的氧化铋（Bi2O3）因操作方便、带隙窄、吸收波长较大等特点受到了研究者的青睐,并逐渐成为时下新型光催化剂开发的热点。但是,该类光催化剂在参与反应后的分离回收工艺复杂,且很可能因催化剂的回收不彻底导致二次污染。负载适量的磁性物质既有助于提高光催化剂本身的光催化活性,又能在外加磁场的作用下实现光催化剂的回收和再利用,解决了上述的难题,符合绿色化学的理念。本文以化学共沉淀法制备了α-Bi2O3,在模拟太阳光照射下4h对10mg/L的Rh B降解率达到50.7%。以α-Bi2O3复合磁性基质MnxZn1-xFe2O4,采取浸渍焙烧法制备了MnxZn1-xFe2O4/α-Bi... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 三氧化二铋光催化剂概述
        1.2.1 光催化反应机理
        1.2.2 三氧化二铋的结构及性能特征
    1.3 磁性材料及复合磁性光催化剂的研究现状
    1.4 论文的主要研究内容及方法
2 实验及分析测试方法
    2.1 仪器及试剂
    2.2 实验测试方法
        2.2.1 X射线衍射分析
        2.2.2 红外光谱测试
        2.2.3 紫外-可见吸收光谱
        2.2.4 扫描电子显微镜
        2.2.5 磁性能测试
        2.2.6 比表面积以及孔径测试
        2.2.7 光催化性能测试
3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3复合磁性光催化剂制备及特性表征
    3.1 实验
        3.1.1 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4的制备及磁性能表征
        3.1.2 α-Bi_2O_3的制备
        3.1.3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3复合磁性光催化剂的制备
    3.2 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3复合磁性光催化剂的影响因素优化
        3.2.1 单因素试验实验及结果分析
        3.2.2 正交实验及结果分析
    3.3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3复合磁性光催化剂的结构特征
        3.3.1 XRD图谱分析
        3.3.2 红外图谱分析
        3.3.3 UV-visDRS图谱分析
        3.3.4 SEM图谱分析
    3.4 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3复合磁性光催化剂的性能表征
        3.4.1 磁性能测试
        3.4.2 光催化性能测试
        3.4.3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/α-Bi_2O_3的回收及催化性能测试
    3.5 本章小结
4 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3复合磁性光催化剂制备及特性表征
    4.1 实验
        4.1.1 β-Bi_2O_3的制备
        4.1.2 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3复合磁性光催化剂的制备
    4.2 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3复合磁性光催化剂的影响因素优化
        4.2.1 单因素试验实验及结果分析
        4.2.2 正交实验及结果分析
    4.3 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3复合磁性光催化剂的结构特征
        4.3.1 XRD图谱分析
        4.3.2 红外图谱分析
        4.3.3 UV-visDRS图谱分析
        4.3.4 形貌分析
    4.4 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3复合磁性光催化剂的性能表征
        4.4.1 磁学性能测试
        4.4.2 光催化性能测试
        4.4.3 回收及催化性能测试
    4.5 本章小结
5 Mn_xZn_(1-x)Fe_2O_4/β-Bi_2O_3复合磁性光催化剂降解垃圾渗滤液的研究
    5.1 概述
    5.2 垃圾渗滤液的来源
        5.2.1 垃圾渗滤液的采样
        5.2.2 分析测试方法
    5.3 复合磁性光催化剂处理垃圾渗滤液最佳条件的确定
    5.4 本章小结
6 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
    B. 作者在攻读硕士学位期间申请的专利目录
    C. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
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[7]磁性可见光催化剂BiVO4/Fe3O4的制备及催化活性[J]. 晏威,王姣,朱毅,郭佳,杨骏,张渊明.  无机化学学报. 2011(02)
[8]磁性光催化剂BiVO4/Fe3O4降解亚甲基蓝的研究[J]. 王姣,郭佳,张渊明.  化学研究与应用. 2010(05)
[9]纳米Bi2O3粉体的制备与性质研究[J]. 丁鹏,刘剑峰.  长春师范学院学报(自然科学版). 2010(04)
[10]新型光催化材料探索和研究进展[J]. 闫世成,罗文俊,李朝升,邹志刚.  中国材料进展. 2010(01)

博士论文
[1]改性纳米TiO2光催化剂的制备及其去除水中染料污染物的研究[D]. 王韶华.华南理工大学 2010

硕士论文
[1]低品位锰矿制备锰锌铁氧体工艺优化[D]. 谢超.重庆大学 2011
[2]磁性复合光催化剂的制备及其光催化性能的研究[D]. 王见.南京理工大学 2004



本文编号：3677189