交联结构锌基复合金属氢氧化物的制备及其光催化应用

发布时间：2017-10-15 01:50

  本文关键词：交联结构锌基复合金属氢氧化物的制备及其光催化应用

  更多相关文章： 锌基复合金属氢氧化物 交联结构 微球形貌 鸟巢形貌 光催化

【摘要】：在光催化领域,ZnO由于具有低毒性、较大的量子产率和更高的化学稳定性等优良特性,被视为是替代传统光催化剂TiO2的材料。但其电子e-和空穴h+对的快速复合是制约其高光催化反应效率的主要原引。将金属元素掺杂进入ZnO,是抑制其电子和空穴复合,提高光催化效率的重要方法。金属离子掺杂能够改变ZnO的晶格结构,增加晶格缺陷,不利于电子空穴的复合,从而改良光催化性能。类水滑石可以使金属元素均分散,为制备掺杂改性的复合氧化锌提供新思路。类水滑石化合物也被称为层状复合金属氢氧化物(LDHs),是一种新型的无机功能材料。其层板金属元素的可调变性、均分散性,层间阴离子的可调变性,碱性,记忆效应等特性使得它能被普遍应用到催化、吸附、水治理、光学、生物学等众多领域。增加LDHs的比表面积,可以大大提升其应用性能。交联结构有利于增大物质比表面积。本论文中,我们制备出了具有交联结构的锌基复合金属氢氧化物。煅烧后得到交联结构的锌基复合金属氧化物,并对其光催化性能进行了测试。具体工作如下：以微球型交联结构碱式碳酸锌为前躯体,引入铝元素和碳酸根离子进行反应,使其转化成微球型交联结构的ZnAl LDHs。调控锌铝摩尔比,Ph值,反应温度等条件,确定最佳反应条件,并探索了反应机理。将ZnAlLDHs焙烧,得到微球型交联结构的锌铝复合氧化物,并测试了其光催化性能。以鸟巢型交联结构碱式碳酸锌镍为前躯体,引入铝元素和碳酸根离子,使其转化成鸟巢型交联结构的锌镍铝水滑石。调控锌(镍)铝摩尔比,Ph值,反应温度等条件,确定最佳反应条件。将锌镍铝水滑石焙烧,生成鸟巢型交联结构的锌镍铝复合氧化物,并测试了其光催化性能。
【关键词】：锌基复合金属氢氧化物 交联结构 微球形貌 鸟巢形貌 光催化
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;O644.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 半导体光催化技术概述13-17
• 1.1.1 半导体光催化反应的机理13-14
• 1.1.2 典型半导体ZnO简介14
• 1.1.3 提高氧化锌光催化活性的措施14-17
• 1.2 类水滑石材料概述17-22
• 1.2.1 LDHs的组成与结构特性17-18
• 1.2.2 LDHs的性质18-19
• 1.2.3 LDHs的应用19-20
• 1.2.4 LDHs的制备方法20-22
• 1.3 LDHs的形貌控制研究22-23
• 1.4 本论文研究的意义及内容23-25
• 1.4.1 本论文研究的意义23
• 1.4.2 本论文研究的内容23-25
• 第二章 微球型交联结构锌铝水滑石的制备及光催化探究25-53
• 2.1 引言25-26
• 2.2 实验部分26-29
• 2.2.1 实验原料和实验设备26-27
• 2.2.2 样品的制备27
• 2.2.3 样品的表征27-28
• 2.2.4 样品的光催化反应28-29
• 2.3 结果与讨论29-49
• 2.3.1 微球型交联结构碱式碳酸锌(ZHC)结构组成分析29-30
• 2.3.2 金属元素配比对制备微球型交联结构锌铝水滑石的影响30-33
• 2.3.3 PH值对制备微球型交联结构锌铝水滑石的影响33-36
• 2.3.4 反应温度对制备微球型交联结构锌铝水滑石的影响36-39
• 2.3.5 微球型交联结构锌铝水滑石的BET-BJH分析39-40
• 2.3.6 制备微球型交联结构锌铝水滑石的机理探究40-43
• 2.3.7 微球型交联结构锌铝水滑石的TG-DTG分析43
• 2.3.8 煅烧后的微球型交联结构锌铝水滑石的光催化测试43-49
• 2.4 本章小结49-53
• 第三章 鸟巢型交联结构锌镍铝水滑石的制备及光催化探究53-77
• 3.1 引言53-54
• 3.2 实验部分54-57
• 3.2.1 实验原料和实验设备54
• 3.2.2 样品的制备54-55
• 3.2.3 样品的表征55-56
• 3.2.4 样品的光催化反应56-57
• 3.3 结果与讨论57-75
• 3.3.1 鸟巢型碱式碳酸锌镍(ZNHC)结构组成分析57-58
• 3.3.2 金属元素配比对制备鸟巢型交联结构锌镍铝水滑石的影响58-61
• 3.3.3 PH值对制备鸟巢型交联结构锌镍铝水滑石的影响61-64
• 3.3.4 反应温度对制备鸟巢型交联结构锌镍铝水滑石的影响64-67
• 3.3.5 鸟巢型交联结构锌镍铝水滑石的BET-BJH分析67-68
• 3.3.6 鸟巢型交联结构锌镍铝水滑石的TG-DTG分析68-69
• 3.3.7 煅烧后的鸟巢型交联结构锌镍铝水滑石的光催化测试69-75
• 3.4 本章小结75-77
• 第四章 结论77-79
• 论文的创新点79-81
• 参考文献81-87
• 致谢87-89
• 成果及发表的学术论文89-91
• 作者导师简介91-92
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书92-93

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本文编号：1034408