三维球形硫化锑与氯氧化锑复合材料的制备及光催化活性的研究

发布时间：2017-11-06 08:18

  本文关键词：三维球形硫化锑与氯氧化锑复合材料的制备及光催化活性的研究

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【摘要】：随着工业的发展和对环境保护的忽视,环境问题越来越严重。同时,由于工业废水的不当排放,而使水体环境日益恶化。其中染料废水由于色度高,有机污染物浓度大、结构复杂以及生物毒性大成为了水污染治理的一大难题。由于传统的处理方法存在去除效率低,成本高,伴有二次污染等的不足,因而为了应对逐渐恶化的水体环境,尤其是针对染料废水的处理,作为一种绿色高效的水治理方法,光催化技术开始受到广泛的关注。光催化技术利用清洁能源太阳能对污染物进行氧化分解,针对染料废水中各种难以降解的有机染料物质能够很好的降解去除,因而引起了环境领域的学者和研究者的研究热潮,对应的半导体材料的制备也成为了材料领域的热点。本文利用了简单的水热法一步成功制备合成了三维球形的Sb2S3/Sb4O5Cl2复合材料,过程操作容易,条件控制便利,水热的温度比较温和(100℃),并且未有添加任何表面活性剂甚至是有机溶剂。这是Sb2S3/Sb4O5Cl2复合材料的第一次被成功制备,同时也是硫化锑与锑的其他化合物的第一次成功复合。本研究的第一部分,主要介绍了三维球形硫化锑与氯氧化锑复合材料的制备方法及复合材料的表征。通过X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),场发射电子显微镜(FESEM),扫描电子显微镜(SEM),能谱分析(EDX),高分辨率透射电镜(HRTEM)以及元素映射(Element Mapping)等多种方法对样品进行了表征、探讨和深入分析,从多方面多角度证实了硫化锑(Sb2S3)与氯氧化锑(Sb4O5Cl2)的成功复合以及三维球形结构的生成。第二部分,主要进行了三维球形硫化锑与氯氧化锑复合材料制备条件的研究,包括p H、温度、水热过程、HCl和Na OH浓度等因素的影响以及三维球形硫化锑与氯氧化锑复合材料复合的机理以及三维球形结构形成的机理的研究。第三部分,主要进行了三维球形硫化锑与氯氧化锑复合材料光催化活性的研究,利用紫外-可见漫反射光谱、比表面积、荧光光谱的表征对复合材料的光学性质进行了分析研究,研究了复合材料对甲基橙和亚甲基蓝的光催化降解作用、光催化降解染料的机理以及光催化活性的稳定性。结果表明Sb2S3/Sb4O5Cl2复合材料对可见光有很强的吸收,并且它们的带隙在2.45 e V与2.83 e V之间,同时也拥有优秀的电子重组速率等的光学性能,因此Sb2S3/Sb4O5Cl2复合材料具备成为一种优越的光催化剂的潜力,在光催化降解甲基橙和亚甲基蓝的实验中,Sb2S3/Sb4O5Cl2复合材料能分别达到83.7%和88.2%的降解效率,并且具备良好的稳定性。总的来说,我们相信第一次被合成的Sb2S3/Sb4O5Cl2复合材料有潜力成为一种优越的光电材料。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X788;TB33

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本文编号：1148092