磁性可见光响应光催化剂的制备及其光催化性能的研究

发布时间：2025-01-14 04:01

　　光催化氧化是一种新型的高级水处理技术，具有能耗低、工艺简单、容易操作、无二次污染等优点，TiO2作为一种半导体光催化剂受到研究者的青睐，但是由于它的禁带宽度较宽，仅能吸收4%的太阳光，并且回收困难，严重限制了其使用。因此，学者们致力于对光催化剂进行改性或开发新型的可见光响应光催化剂的研究。本研究重点在于研究出形貌特殊并且具有较高的磁、光响应特性的光催化剂。 本研究通过水热法制备了Fe3O4磁性颗粒。为了保护Fe3O4的磁性及稳定性，采用溶胶凝胶法在其表面包覆了SiO2层。采用水热法及溶胶凝胶法制备了Fe3O4@SiO2/Bi2SiO5、Fe3O4@SiO2@TiO2和Fe3O4@SiO2@TiO2@Bi2O3复合型光催化剂。 通过XRD、SEM、IR、XPS、DRS对复合材料的形态、结构及光学性质进行表征。并分别在模拟太阳光和紫外光的照射下对活性艳红X-3B进行降解实验。分析复合材料的光催化性能。 由分析可知，制备的Fe3O4和Fe3O4@SiO2均为球形纳米颗粒，形貌均一、分散均匀、平均粒径分别在200nm和240nm左右，具有很好的磁性，在外加磁场的条件下能够快速分离。 ...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 半导体材料的概述
        1.2.1 TiO2

            1.2.1.1 TiO₂简介
            1.2.1.2 TiO₂光催化剂的反应机理
            1.2.1.3 TiO₂光催化剂的应用及研究现状
        1.2.2 Bi₂O₃4
            1.2.2.1 Bi₂O₃简介
            1.2.2.2 Bi₂O₃光催化剂的应用及研究现状
        1.2.3 Bi₂Si_O5
    1.3 磁性光催化剂的研究进展
        1.3.1 磁性光催化剂简介
        1.3.2 磁性光催化剂在国内外的研究进展
    1.4 本课题的选题思路及研究内容
        1.4.1 本论文的选题思路
        1.4.2 本论文的研究内容
第二章 实验方法
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 催化剂的制备方法
        2.2.1 水热法
        2.2.2 溶胶凝胶法
        2.2.3 超声波
    2.3 催化剂的表征
        2.3.1 SEM 分析
        2.3.2 XRD 分析
        2.3.3 FT-IR 分析
        2.3.4 UV-Vis 分析
        2.3.5 XPS 分析
    2.4 催化剂的光催化性能评价
        2.4.1 活性艳红最大吸收波长的确定
        2.4.2 标准曲线的绘制
        2.4.3 实验过程
第三章 磁性 Fe₃O₄@SiO₂纳米颗粒的制备及表征
    3.1 引言
    3.2 Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米颗粒的制备
        3.2.1 Fe₃O₄磁性纳米颗粒的制备
        3.2.2 Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米颗粒的制备
    3.3 Fe₃O₄和 Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米颗粒的表征
        3.3.1 SEM 分析
        3.3.2 XRD 分析
        3.3.3 IR 分析
        3.3.4 Fe₃O₄@SiO₂磁性表征
    3.4 本章小结
第四章 Fe₃O₄@SiO₂/Bi₂SiO₅的制备、表征及光催化性能的研究
    4.1 引言
    4.2 Fe₃O₄@SiO₂/Bi₂SiO₅复合光催化剂的制备
    4.3 Fe₃O₄@SiO₂/Bi₂SiO₅复合光催化剂的表征
        4.3.1 XRD 的分析
        4.3.2 SEM 分析
        4.3.3 IR 分析
        4.3.4 XPS 分析
        4.3.5 DRS 分析
        4.3.6 Fe₃O₄@SiO₂/Bi₂SiO₅磁性的表征
    4.4 光催化降解活性艳红 X-3B 的研究
    4.5 催化剂重复使用次数对活性艳红 X-3B 染料降解效果的影响
    4.6 本章小结
第五章 Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂的制备、表征及光催化性能的研究
    5.1 引言
    5.2 Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂的制备、表征及其性能研究
    5.3 Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂磁性纳米颗粒的表征
        5.3.1 SEM 分析
        5.3.2 XRD 分析
        5.3.3 IR 分析
        5.3.4 DRS 分析
    5.4 光催化降解活性艳红 X-3B 的研究
    5.5 催化剂重复使用次数对活性艳红 X-3B 染料降解效果的影响
    5.6 本章小结
第六章 Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂@Bi₂O₃的制备、表征及催化性能研究
    6.1 引言
    6.2 Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂@Bi₂O₃光催化剂的制备
    6.3 Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂@Bi₂O₃光催化剂的表征
        6.3.1 SEM 分析
        6.3.2 XRD 分析
        6.3.3 IR 分析
        6.3.4 XPS 分析
        6.3.5 DRS 分析
    6.4 光催化降解活性艳红 X-3B 的研究
    6.5 催化剂重复使用次数对活性艳红 X-3B 染料降解效果的影响
    6.6 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
附录



本文编号：4026377

suoshi