微波合成纳米氧化锌及其光催化性能

发布时间：2017-05-30 18:02

  本文关键词：微波合成纳米氧化锌及其光催化性能，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：采用微波法合成纳米氧化锌及改性纳米氧化锌催化剂。借助XRD分析、比表面积测定、傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析对催化剂进行表征。以CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）的降解为模型反应，对催化剂的光催化性能进行了系统研究。 以Zn(NO_3)_2.6H_2O和三乙醇胺为原料，采用微波法合成了纳米氧化锌。以CTAB的降解为模型反应，考察了微波功率及微波加热时间等制备条件以及催化剂投加量、初始溶液浓度、初始溶液pH等降解条件对纳米氧化锌光催化性能的影响。实验结果表明，微波功率及微波加热时间对合成的纳米氧化锌的光催化性能具有显著影响。微波法制备纳米ZnO的最佳制备条件为：微波加热功率为640w，微波加热时间为10min。在CTAB初始浓度为0.4g/L，催化剂投加量为0.15g，初始pH值为9时，所制备的纳米氧化锌催化剂对CTAB的降解率达到83.7%。 制备了离子掺杂改性纳米氧化锌复合光催化剂。考察了掺杂离子类型、离子掺杂量、微波合成条件以及催化剂投加量、初始溶液浓度、初始溶液pH等降解条件对复合光催化剂光催化性能的影响。结果表明，掺杂铈能显著提高氧化锌的光催化活性。最佳的掺杂量为Ce-Zn比为0.35，微波辐射功率800w，微波合成时间为15min，此条件下合成的复合光催化剂具有最强的催化活性。在CTAB初始浓度为0.4g/L，催化剂投加量为0.01g，初始pH值为7，所制备的改性纳米氧化锌催化剂对CTAB的降解率达到91.0%。
【关键词】：光催化 纳米氧化锌 微波合成 掺杂
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ426.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 创新点摘要7-10
• 前言10-11
• 第一章 文献综述11-28
• 1.1 微波技术在合成氧化锌过程中的应用11-13
• 1.1.1 微波及其性质11
• 1.1.2 微波加热的原理11-12
• 1.1.3 微波法制备纳米氧化锌的晶体生长机理12-13
• 1.2 微波法制备纳米氧化锌的研究概况13-15
• 1.2.1 微波固相法合成纳米氧化锌13-15
• 1.2.2 微波气相法合成纳米氧化锌15
• 1.2.3 微波液相法合成纳米氧化锌15
• 1.3 常规水浴法合成制备纳米 ZnO 材料15-16
• 1.4 纳米氧化锌的第一性原理计算16-17
• 1.5 掺杂纳米氧化锌17-18
• 1.5.1 贵金属掺杂17
• 1.5.2 半导体复合17
• 1.5.3 离子掺杂17-18
• 1.6 微波法制备的纳米氧化锌在有机合成中的催化作用研究进展18-19
• 1.7 光催化机理19-25
• 1.8 微波法制备的纳米氧化锌在光催化降解有机物过程中的应用25-27
• 1.8.1 微波法制备的纳米氧化锌光催化难降解的有机物25-26
• 1.8.2 微波法制备的纳米氧化锌在光催化降解 CTAB 中研究进展26-27
• 1.9 本课题研究目的、意义及主要研究内容27-28
• 第二章 实验方法28-32
• 2.1 药品及仪器28-29
• 2.2 纳米氧化锌的制备29
• 2.2.1 微波法纳米氧化锌的制备29
• 2.2.2 微波法掺杂氧化锌的制备29
• 2.3 催化剂表征29-30
• 2.3.1 X 射线衍射分析29
• 2.3.2 催化剂 BET 测定29-30
• 2.3.3 傅里叶变换红外光谱30
• 2.4 氧化锌光催化降解 CTAB 溶液实验方法30-32
• 2.4.1 光催化模型反应31
• 2.4.2 光催化反应装置31-32
• 第三章 纳米氧化锌光催化降解 CTAB 溶液32-39
• 3.1 引言32
• 3.2 制备方法的选择研究32-33
• 3.3 光源的选择33-34
• 3.4 微波法合成纳米氧化锌的影响因素研究34-35
• 3.4.1 微波加热功率34
• 3.4.2 微波加热时间34-35
• 3.5 氧化锌催化剂的表征35
• 3.6 纳米氧化锌光催化降解 CTAB 性能研究35-38
• 3.6.1 催化剂投加量对光催化的影响35-36
• 3.6.2 CTAB 初始浓度对光催化的影响36-37
• 3.6.3 初始 pH 值对光催化效果的影响37-38
• 3.7 本章小结38-39
• 第四章 微波合成复合 Ce/ZnO 光催化剂光催化降解 CTAB39-48
• 4.1 引言39
• 4.2 实验制备39-40
• 4.3 微波合成 Ce/ZnO 复合光催化剂的制备条件优化40-42
• 4.3.1 Ce 掺杂量的影响40
• 4.3.2 微波反应功率对催化剂的影响40-41
• 4.3.3 微波反应时间对复合光催化剂的影响41-42
• 4.4 掺杂离子 ZnO 的 XRD 分析42-45
• 4.4.1 掺杂 Ce/ZnO 的 XRD 分析42-44
• 4.4.2 傅里叶变换红外光谱分析44-45
• 4.5 复合催化剂 Ce/ZnO 对 CTAB 降解过程研究45-47
• 4.5.1 复合催化剂 Ce/ZnO 投加量的影响45-46
• 4.5.2 CTAB 的初始浓度对光催化降解影响46
• 4.5.3 溶液初始 pH 值对光催化降解影响46-47
• 4.6 本章小结47-48
• 结论48-49
• 参考文献49-55
• 发表文章目录55-56
• 致谢56-57
• 详细摘要57-62

【参考文献】

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