氢氧化镍的制备及降解污染物性能的研究

发布时间：2017-07-26 04:17

  本文关键词：氢氧化镍的制备及降解污染物性能的研究

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【摘要】：随着人类生活水平的提高,水污染对人类的身体健康构成严重的威胁,通过纳米材料对废水处理是一个有效途径。氢氧化镍作为一种过度族金属元素的氢氧化物,是P型半导体材料。它具有多种纳米形貌,活性高,比表面积大,且价格低廉等优点,是潜在的降解水污染的材料。目前氢氧化镍的生长机制研究甚少,将氢氧化镍用在降解水的领域中也较少。本文通过水热法制备氢氧化镍,通过X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪、能谱仪、扫描显微镜等手段进行表针,并测试不同生长条件下氢氧化镍对染料的降解能力。然后对氢氧化镍进行银修饰和组建异质结进而研究对染料降解能力的影响。首先在ITO衬底上用水热法一步生成氢氧化镍,通过硝酸镍与不同碱性源反应,制备不同形貌的氢氧化镍。通过XPS,XRD,SEM,接触角测试等表针氢氧化镍。硝酸镍与氨水生成六角片状氢氧化镍,与六次甲基四胺反应生成网片状氢氧化镍。解释了氢氧化镍两种形貌的不同生长机制原因,提出六次甲基四胺分步水解,通过中间产物的相互作用生成网片状结构。其次通过研究溶质配比、氨水体积、溶剂不同配比、水热温度、退火温度等水热条件对氢氧化镍的影响和对甲基橙降解能力的影响。通过氢氧化镍对不同模拟污染物的降解,对甲基橙、罗丹明B、刚果红的降解具有选折性,对刚果红的降解能力最高,其次是甲基橙,最差的是罗丹明B,并且解释了降解选折性的原因。此外对氢氧化镍进行银修饰和组建氢氧化镍/氧化锌异质结来加速光生电子空穴分离,一定程度阻碍电子空穴复合,提高光催化效率。通过研究不同银修饰条件,当硝酸银浓度为0.015 M,光照距离为22 cm,光照时间为5 min时,氢氧化镍/银复合结构对甲基橙的降解效率最高。当在氢氧化镍上提拉六次氧化锌种子层组建异质结时,对甲基橙的降解效率最高。
【关键词】：生长机制 水热法 银修饰 异质结
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ138.13
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 纳米材料的特性9-10
• 1.2 染料废水的研究进展10-11
• 1.3 氢氧化镍基本性质11-17
• 1.3.1 氢氧化镍晶体结构11-12
• 1.3.2 氢氧化镍的不同形貌12-13
• 1.3.3 氢氧化镍的不同制备方法13-16
• 1.3.4 氢氧化镍的应用16-17
• 1.4 本课题研究目的和内容17-20
• 1.4.1 研究目的和意义17-18
• 1.4.2 研究内容18-20
• 第2章 实验仪器及步骤20-26
• 2.1 实验所需药品与仪器20-21
• 2.2 实验的过程及步骤21-23
• 2.2.1 衬底的准备21
• 2.2.2 水热法制备氢氧化镍21-22
• 2.2.3 测氢氧化镍的降解性能22
• 2.2.4 银修饰氢氧化镍22-23
• 2.2.5 制备氢氧化镍和氧化锌的异质结23
• 2.3 样品的表征23-26
• 2.3.1 X射线衍射仪23-24
• 2.3.2 X射线光电子能谱仪24
• 2.3.3 扫描电子显微镜24-25
• 2.3.4 电化学工作站25
• 2.3.5 高温润湿角测定仪VAF-3025-26
• 第3章 氢氧化镍生长机制及其性能研究26-39
• 3.1 六角片状氢氧化镍制备及其生长机制26-29
• 3.2 网片状氢氧化镍制备及其生长机制29-30
• 3.3 两种碱共同制备氢氧化镍30-32
• 3.4 六角片状氢氧化镍降解性能研究32-35
• 3.5 网片状氢氧化镍降解性能研究35-37
• 3.6 本章小结37-39
• 第4章 网片状氢氧化镍制备及其性能研究39-52
• 4.1 不同溶剂配比下制备氢氧化镍及甲基橙的降解39-41
• 4.2 不同反应温度下制备氢氧化镍及甲基橙的降解41-43
• 4.3 不同退火温度下的镍氧化合物及对甲基橙的降解43-46
• 4.4 氢氧化镍对不同模拟污染物的光降解46-50
• 4.5 本章小结50-52
• 第5章 修饰氢氧化镍及其性能研究52-68
• 5.1 不同浓度银修饰的氢氧化镍及对甲基橙的降解52-54
• 5.2 不同距离银修饰的氢氧化镍及对甲基橙的降解54-57
• 5.3 不同时间银修饰的氢氧化镍及对甲基橙的降解57-59
• 5.4 银修饰退火的氢氧化镍及其对甲基橙的降解59-60
• 5.5 组成氢氧化镍/氧化锌异质结及其对甲基橙的降解60-66
• 5.6 本章小节66-68
• 结论68-69
• 参考文献69-76
• 致谢76

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本文编号：574717