生物片状结构碳/三氧化二铁材料的合成及其光催化性能的研究
发布时间：2022-10-03 16:50
随着社会的快速发展,轻工业的进步,越来越多的印染废水被排放到生态系统中,对人体和其他生物体造成了无法挽回的损害。在印染原料中,偶氮染料占了较大比例,偶氮有机污染物不能简单地被物理吸附和生物降解彻底消除,因此需要探索安全的完全降解技术。半导体光催化是一种绿色、低能耗和强氧化性的降解技术,可以有效地把偶氮染料降解成无毒小分子,保护水资源。Fe2O3是一种具有窄带隙宽度的半导体材料,可响应占太阳光范围46%的可见光,然而,Fe2O3由于其过窄的带隙及致密的结构,使光生电子-空穴复合率较高,不能高效的进行光催化反应。据大量研究表明,形成三氧化二铁复合材料可以有效解决上述问题。论文采用蔷薇亚纲科内三种不同类型（樱花、绣球花、月季花）的花瓣作为模板,通过控制浸渍浓度和煅烧温度,成功制备出复制花瓣表面形貌的生物片状结构碳/三氧化二铁复合材料。目的是在利用生物模板的精密结构增大半导体与光及有机污染物的接触面积,并且生物结构碳可以为材料提供光生电子转移与储存空间,降低了电子空穴复合率。在制备样品的过程中,发现不同模板...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 偶氮染料废水处理方法
1.2.1 物理法
1.2.2 生物法
1.2.3 化学法
1.3 半导体光催化降解染料进展
1.3.1 半导体光催化降解染料机理
1.3.2 半导体光催化进展
1.4 三氧化二铁材料概述
1.4.1 α-Fe_2O_3结构概述
1.4.2 α-Fe_2O_3应用
1.4.3 α-Fe_2O_3制备方法
1.5 本课题研究的意义
1.5.1 本课题的选题依据
1.5.2 本课题的主要研究内容
第二章 实验材料与方法
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 表征仪器及测试方法
2.2.1 热重分析仪(TG-DSC)
2.2.2 X射线衍射(XRD)
2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
2.2.5 紫外-可见光漫反射吸收测试(UV-vis DRS)
2.2.6 荧光光谱测试(PL)
2.2.7 氮气吸附-脱附测试(BET)
2.2.8 X射线光电子能谱测试(XPS)
2.3 光催化性能研究
2.3.1 有机染料的选取与模拟废水的配制
2.3.2 氨基黑溶液的的紫外可见吸收曲线和标准曲线
2.3.3 光催化实验
第三章 仿樱花模板碳/三氧化二铁材料的合成及表征
3.1 引言
3.2 材料制备
3.2.1 樱花模板的预处理
3.2.2 工艺流程图
3.2.3 仿生材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 前驱体的热解过程
3.3.2 不同浓度XRD分析
3.3.3 不同浓度SEM分析
3.3.4 不同温度XRD分析
3.3.5 不同温度SEM分析
3.3.6 不同煅烧方式HRTEM分析
3.3.7 不同煅烧方式磁性分析
3.4 本章小结
第四章 仿绣球花模板碳/三氧化二铁材料的合成及表征
4.1 引言
4.2 材料制备
4.2.1 樱花模板的预处理
4.2.2 仿生材料的制备
4.2.3 仿生材料制备过程图
4.3 结果与讨论
4.3.1 前驱体的热解过程
4.3.2 不同浓度XRD分析
4.3.3 不同浓度SEM分析
4.3.4 不同温度XRD分析
4.3.5 不同温度SEM分析
4.3.6 不同煅烧方式HRTEM分析
4.3.7 不同煅烧方式磁性能分析
4.4 本章小结
第五章 仿月季花模板碳/三氧化二铁材料的合成及表征
5.1 引言
5.2 材料制备
5.2.1 月季花模板的预处理
5.2.2 仿生材料的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 前驱体的热解过程
5.3.2 不同浓度XRD分析
5.3.3 不同浓度SEM分析
5.3.4 不同温度XRD分析
5.3.5 不同温度SEM分析
5.3.6 不同煅烧方式HRTEM分析
5.3.7 不同煅烧方式磁性分析
5.4 本章小结
第六章 生物片状结构碳/三氧化二铁的光催化性能研究
6.1 组分与结构研究
6.1.1 形貌比较
6.1.2 BET分析
6.1.3 XPS分析
6.2 光催化性能研究
6.2.1 荧光分析
6.2.2 紫外分析
6.3 光催化降解性能分析
6.3.1 不同模板不同制备方式光催化性能
6.3.2 光催化降解影响因素
6.3.3 循环性能测试
6.4 材料光催化降解机理探究
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 研究展望
参考文献
图表目录
致谢
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]Magnetic α-Fe2O3,γ-Fe2O3 and Fe3O4 Prepared by Facile Calcination from K4[Fe（CN）6][J]. 李国平,吴梅华,李飞明,翁文. 结构化学. 2015(12)
[2]四川省及重庆市绣球属（Hydrangea Linn.）的分类研究（I）——研究历史及地理分布[J]. 黄林,黄小云,何平,杜洁,袁小凤. 西南师范大学学报(自然科学版). 2001(03)
[3]用热分析方法研究γ-Fe2O3转变为α-Fe2O3的相变过程[J]. 余守志,朱琰,关成信. 磁记录材料. 1985(04)
硕士论文
[1]帽儿山树叶的燃烧性能和动力学研究[D]. 张依夏.东北林业大学 2014
本文编号：3684448
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 偶氮染料废水处理方法
1.2.1 物理法
1.2.2 生物法
1.2.3 化学法
1.3 半导体光催化降解染料进展
1.3.1 半导体光催化降解染料机理
1.3.2 半导体光催化进展
1.4 三氧化二铁材料概述
1.4.1 α-Fe_2O_3结构概述
1.4.2 α-Fe_2O_3应用
1.4.3 α-Fe_2O_3制备方法
1.5 本课题研究的意义
1.5.1 本课题的选题依据
1.5.2 本课题的主要研究内容
第二章 实验材料与方法
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 表征仪器及测试方法
2.2.1 热重分析仪(TG-DSC)
2.2.2 X射线衍射(XRD)
2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.4 透射电子显微镜(TEM)
2.2.5 紫外-可见光漫反射吸收测试(UV-vis DRS)
2.2.6 荧光光谱测试(PL)
2.2.7 氮气吸附-脱附测试(BET)
2.2.8 X射线光电子能谱测试(XPS)
2.3 光催化性能研究
2.3.1 有机染料的选取与模拟废水的配制
2.3.2 氨基黑溶液的的紫外可见吸收曲线和标准曲线
2.3.3 光催化实验
第三章 仿樱花模板碳/三氧化二铁材料的合成及表征
3.1 引言
3.2 材料制备
3.2.1 樱花模板的预处理
3.2.2 工艺流程图
3.2.3 仿生材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 前驱体的热解过程
3.3.2 不同浓度XRD分析
3.3.3 不同浓度SEM分析
3.3.4 不同温度XRD分析
3.3.5 不同温度SEM分析
3.3.6 不同煅烧方式HRTEM分析
3.3.7 不同煅烧方式磁性分析
3.4 本章小结
第四章 仿绣球花模板碳/三氧化二铁材料的合成及表征
4.1 引言
4.2 材料制备
4.2.1 樱花模板的预处理
4.2.2 仿生材料的制备
4.2.3 仿生材料制备过程图
4.3 结果与讨论
4.3.1 前驱体的热解过程
4.3.2 不同浓度XRD分析
4.3.3 不同浓度SEM分析
4.3.4 不同温度XRD分析
4.3.5 不同温度SEM分析
4.3.6 不同煅烧方式HRTEM分析
4.3.7 不同煅烧方式磁性能分析
4.4 本章小结
第五章 仿月季花模板碳/三氧化二铁材料的合成及表征
5.1 引言
5.2 材料制备
5.2.1 月季花模板的预处理
5.2.2 仿生材料的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 前驱体的热解过程
5.3.2 不同浓度XRD分析
5.3.3 不同浓度SEM分析
5.3.4 不同温度XRD分析
5.3.5 不同温度SEM分析
5.3.6 不同煅烧方式HRTEM分析
5.3.7 不同煅烧方式磁性分析
5.4 本章小结
第六章 生物片状结构碳/三氧化二铁的光催化性能研究
6.1 组分与结构研究
6.1.1 形貌比较
6.1.2 BET分析
6.1.3 XPS分析
6.2 光催化性能研究
6.2.1 荧光分析
6.2.2 紫外分析
6.3 光催化降解性能分析
6.3.1 不同模板不同制备方式光催化性能
6.3.2 光催化降解影响因素
6.3.3 循环性能测试
6.4 材料光催化降解机理探究
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 研究展望
参考文献
图表目录
致谢
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]Magnetic α-Fe2O3,γ-Fe2O3 and Fe3O4 Prepared by Facile Calcination from K4[Fe（CN）6][J]. 李国平,吴梅华,李飞明,翁文. 结构化学. 2015(12)
[2]四川省及重庆市绣球属（Hydrangea Linn.）的分类研究（I）——研究历史及地理分布[J]. 黄林,黄小云,何平,杜洁,袁小凤. 西南师范大学学报(自然科学版). 2001(03)
[3]用热分析方法研究γ-Fe2O3转变为α-Fe2O3的相变过程[J]. 余守志,朱琰,关成信. 磁记录材料. 1985(04)
硕士论文
[1]帽儿山树叶的燃烧性能和动力学研究[D]. 张依夏.东北林业大学 2014
本文编号：3684448
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