稀土掺杂氧化锌纳米材料的制备及其光催化性能研究

发布时间：2017-08-23 03:06

  本文关键词：稀土掺杂氧化锌纳米材料的制备及其光催化性能研究

  更多相关文章： 高分子网络凝胶法 稀土掺杂 ZnO 光催化 染料废水

【摘要】：本研究采用高分子网络凝胶法制备了稀土钇、镧分别掺杂的纳米Zn O光催化剂,探讨了丙烯酰胺单体与N,N’-亚甲基双丙烯酰胺网络剂的质量、煅烧温度以及稀土掺入量对ZnO光催化性能的影响。选用同步热分析仪、X射线衍射仪、透射电子显微镜、X射线能谱仪、比表面积与孔隙率分析仪等设备对制得的粉体进行表征。并以活性黄、甲基橙等染料废水为目标降解物,考察制备的纳米ZnO的光催化降解性能。实验结果表明单体与网络剂占醋酸锌溶液质量分别为2%、3%、4%的三个样品中,3%的ZnO的粒径分布最均匀、粒径最小,而且比表面积也最大。此外,分别在650℃、700℃、750℃、800℃下煅烧制得的样品中,随着煅烧温度的升高,ZnO的光催化降解性能先增大后减小,当煅烧温度为700℃时光催化效果最好。因此,纳米ZnO的最佳制备条件为单体与网络剂质量为3%,煅烧温度为700℃,此时ZnO的平均粒径为40~43nm,比表面积为9.08m2/g,对活性黄的1h色度去除率为94.3%。稀土镧、钇的掺入能提升ZnO的光催化性能,使ZnO在粒径分布、比表面积与孔隙率等方面均有改善。其中镧的最佳掺杂量为0.2%,对甲基橙的1h色度去除率高达96.5%,钇的最佳掺杂量为0.23%,对甲基橙的1h色度去除率为94.5%,二者相比于纯ZnO对甲基橙的光催化降解效果分别提高了11.5%和9.5%。
【关键词】：高分子网络凝胶法 稀土掺杂 ZnO 光催化 染料废水
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ132.41;TB383.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 纳米ZnO的结构及性质8-9
• 1.2 纳米ZnO的应用9
• 1.3 纳米ZnO的制备方法9-12
• 1.3.1 固相法9
• 1.3.2 气相法9-10
• 1.3.3 液相法10-12
• 1.4 纳米ZnO的光催化机理12
• 1.5 纳米ZnO光催化性能的影响因素12-15
• 1.5.1 ZnO本身性质对其光催化性能的影响12-13
• 1.5.2 反应体系对ZnO光催化性能的影响13-15
• 1.6 光催化性能提高的方法15-16
• 1.6.1 掺杂改性15-16
• 1.6.2 表面沉积贵金属16
• 1.6.3 半导体复合16
• 1.7 研究意义与内容16-18
• 第2章 稀土掺杂纳米ZnO的制备与光催化实验材料与方法18-22
• 2.1 实验试剂18
• 2.2 实验仪器18-19
• 2.3 稀土掺杂纳米ZnO光催化剂的制备19-20
• 2.4 光催化性能实验20
• 2.5 催化剂的表征20-22
• 第3章 纯纳米ZnO的制备及其光催化性能研究22-39
• 3.1 纯纳米ZnO的制备22-23
• 3.2 单体与网络剂质量和煅烧温度对纳米ZnO的影响23-34
• 3.2.1 单体与网络剂质量对纳米ZnO的影响23-28
• 3.2.2 煅烧温度对纳米ZnO的影响28-33
• 3.2.3 纳米ZnO的最佳制备条件33-34
• 3.3 纳米ZnO的成分分析34-35
• 3.4 纳米ZnO的光催化性能研究35-37
• 3.4.1 染料废水初始浓度对光催化性能的影响35-36
• 3.4.2 催化剂投加量对光催化性能的影响36-37
• 3.4.3 染料种类对光催化性能的影响37
• 3.5 本章小结37-39
• 第4章 稀土镧掺杂纳米ZnO的制备及其光催化性能研究39-49
• 4.1 稀土镧掺杂纳米ZnO的制备39-40
• 4.2 La-ZnO的结构分析40-43
• 4.2.1 La-ZnO的XRD表征40-41
• 4.2.2 La-ZnO的TEM表征41-42
• 4.2.3 La-ZnO的BET表征42-43
• 4.3 La-ZnO的成分分析43-44
• 4.4 La-ZnO的光催化性能研究44-47
• 4.4.1 镧的掺入量对ZnO光催化性能的影响44-46
• 4.4.2 最佳掺镧比的La-ZnO对甲基橙的降解46-47
• 4.5 本章小结47-49
• 第5章 稀土钇掺杂纳米ZnO的制备及其光催化性能研究49-58
• 5.1 稀土钇掺杂纳米ZnO的制备49-50
• 5.2 Y-ZnO的结构分析50-53
• 5.2.1 Y-ZnO的XRD表征50-51
• 5.2.2 Y-ZnO的TEM表征51-52
• 5.2.3 Y-ZnO的BET表征52-53
• 5.3 Y-ZnO的成分分析53-54
• 5.4 Y-ZnO的光催化性能研究54-57
• 5.4.1 钇的掺入量对ZnO光催化性能的影响54-55
• 5.4.2 最佳掺钇比的Y-ZnO对甲基橙的降解55-57
• 5.5 本章小结57-58
• 第6章 结论与展望58-59
• 6.1 结论58
• 6.2 不足与展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-65
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文65-66
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 罗永智;去色率的积分计算研究[J];环境科学;1981年06期

2 戴晓红;田俊莹;姚晓庆;;UV+O_3+H_2O_2法处理活性染料废水的研究[J];针织工业;2006年03期

3 赵怀颖;叶亚平;钱维兰;;微电解装置的改进[J];工业用水与废水;2008年02期

4 马前,梅滨,顾学喜,倪亚明;焦化厂生化出水电解脱色工艺及其机理的初步研究[J];环境污染治理技术与设备;2005年08期

5 ;技术转让与需求[J];化工科技市场;2006年05期

6 ;印染污水的生化处理[J];染料工业;1974年06期

7 崔玉民,孙文中;利用半导体光催化剂Bi_2O_3处理印染废水的研究[J];阜阳师范学院学报(自然科学版);1997年04期

8 杨敏;王中琪;王军;杨鹏;汪迎春;;负载氧化物的γ-Al_2O_3粒子电极制备及电催化氧化性能研究[J];广州化工;2014年01期

9 周珊,杜冬云,李圣臣,王代芝,揭武;粉煤灰对美尔雅酸性红印染废水的脱色研究[J];吉林化工学院学报;2002年03期

10 王代芝;;絮凝沉降/粉煤灰吸附法处理印染废水[J];印染助剂;2009年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张业健;棕油生产废水零排放技术研究[D];上海交通大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 王栗;FePMo_(12)催化材料制备、表征及其电催化特性研究[D];河北科技大学;2015年

2 于锋;白色油墨废水中TiO_2的光催化特性研究[D];西南石油大学;2016年

3 陈沾;稀土掺杂氧化锌纳米材料的制备及其光催化性能研究[D];武汉科技大学;2016年

4 公振宇;活性炭负载铜和稀土处理印染废水[D];南昌大学;2011年

5 莫建成;复合式厌氧折流板（HABR）处理印染废水的中试研究及工程设计[D];华南理工大学;2012年

6 王开红;多相催化剂催化强化电化学反应降解染料废水的研究[D];河北科技大学;2013年

7 刘衡锡;硫酸根自由基在水处理中的反应特性[D];大连海事大学;2013年

8 李小进;ABR处理印染废水的试验研究[D];南京理工大学;2010年

9 胡玉洁;黄姜生产皂素废水处理技术研究[D];江南大学;2004年

，

本文编号：722591