硫族半导体光催化材料的修饰及其性能的研究

发布时间：2017-10-29 07:22

  本文关键词：硫族半导体光催化材料的修饰及其性能的研究

  更多相关文章： r GO/SnIn_4S_8 ZnFe_2O_4/SnS_2/r GO g-C_3N_4/SnS_2 光催化 染料污染 可见光

【摘要】：随着工业的快速发展,废水的种类和数量日益增加,环保意识薄弱和不合理的治污技术等原因导致水环境的污染问题越来越严重。目前许多物理和化学的方法也都被运用去除废水中的这些污染物,然而,这些方法大多具有效率低、能耗大、成本高、可能产生二次污染等问题。半导体光催化氧化技术是一种新型的现代化水处理技术,对多种有机物污染物有明显的降解效果。但光催化氧化技术在实际应用过程中还存在许多问题,如何对他们进行进一步的修饰,使他们更好的为人类服务是我们研究的目的。本文运用用低温共沉淀法合成网状结构的rGO/SnIn_4S_8,这种方法简单、方便,而且光催化降解污染物罗明丹B的效率高,同时我们合成了ZnFe_2O_4/SnS_2复合催化剂,通过掺杂石墨烯进一步的来提高降解甲基橙的光催化效果,此外,在SnS_2中掺杂g-C_3N_4进行修饰,也使得光催化效果得到了很大的改进。主要研究内容如下:(1)用低温共沉淀法合成网状结构的rGO/SnIn_4S_8,研究掺杂不同比例的石墨烯对及SnIn_4S_8光催化剂在可见光条件下光催化活性产生的影响。结果表明5%r GO/SnIn_4S_8的光催化效果最佳。(2)用高温共沉淀法合成ZnFe_2O_4/SnS_2复合催化剂,同时掺杂石墨烯进行修饰,使得光催化的效率有了明显的提高。得出5%ZnFe_2O_4/SnS_2/rGO(7wt%)光催化效果最佳。(3)用高温法合成SnS_2。通过掺杂一定比例量的g-C_3N_4,来合成可见光响应强、光催化活性高的g-C_3N_4/SnS_2复合光催化剂,研究掺杂不同比例g-C_3N_4负载对SnS_2光催化剂活性的影响,结果表明15%g-C_3N_4/SnS_2的光催化效果最佳。
【关键词】：r GO/SnIn_4S_8 ZnFe_2O_4/SnS_2/r GO g-C_3N_4/SnS_2 光催化 染料污染 可见光
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O643.36
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 三元金属硫化物光催化剂的研究进展11-13
• 1.2.1 三元金属硫化物制备方法、形貌以及光催化性能12-13
• 1.3 碳材料13-14
• 1.4 石墨烯(rGO)与光催化14-16
• 1.5 硫化锡光催化剂16
• 1.6 磁性材料铁酸锌16-18
• 1.7 本课题研究的目的和主要内容18-20
• 第二章r GO/SnIn_4S_8光催化剂的制备及其光催化性能研究20-40
• 2.1 前言20-21
• 2.2 实验21-24
• 2.2.1 实验试剂21-22
• 2.2.2 低温合成硫化铟锡和硫化铟锡/石墨烯的复合物22
• 2.2.3 暗处的吸附动力学22-23
• 2.2.4 电化学测量23
• 2.2.5 光催化实验23-24
• 2.2.6 rGO/SnIn_4S_8复合催化剂的重复利用24
• 2.3 结果与讨论24-39
• 2.3.1 扫描电镜分析(SEM)24-25
• 2.3.2 X射线衍射分析(XRD)25-26
• 2.3.3 拉曼光谱26-27
• 2.3.4 比表面积(BET)分析27-28
• 2.3.5 光学性质(UV-Vis)28-29
• 2.3.6 莫特肖特基 (Mott-Schottky)分析29-30
• 2.3.7 固体荧光发射光谱分析(PL)30-31
• 2.3.8 吸附动力学31-33
• 2.3.9 光催化活性分析33-34
• 2.3.10 rGO/SnIn_4S_8复合材料的再生和重复利用34-35
• 2.3.11 光催化机理分析35-36
• 2.3.12 紫外-可见扫描光谱36-37
• 2.3.13 中间产物的分离和降解途径的分析37-38
• 2.3.14 罗明丹B (RhB)的矿化分析38-39
• 2.4 小结39-40
• 第三章 三元SnS_2/ZnFe_2O_4/还原氧化石墨烯纳米复合材料提高可见光下光催化的性能40-60
• 3.1 前言40-41
• 3.2 实验41-44
• 3.2.1 实验试剂41
• 3.2.2 仪器41-42
• 3.2.3 不同摩尔比的SnS_2/ZnFe_2O_4的制备42
• 3.2.4 样品的表征42-43
• 3.2.5 光催化实验43
• 3.2.6 暗处的吸附动力学43-44
• 3.3 结果与讨论44-58
• 3.3.1 固体荧光发射光谱分析44-45
• 3.3.2 光电流响应45
• 3.3.3 光催化的形貌结构（SEM）45-46
• 3.3.4 XRD分析46-47
• 3.3.5 吸附动力学分析47-49
• 3.3.6 比表面积和孔结构的分析49-51
• 3.3.7 紫外可见漫反射光谱分析51-53
• 3.3.8 电位-阻抗分析53-54
• 3.3.9 溶液的pH值对光催化效果的影响分析54-55
• 3.3.10 光催化性能分析55-56
• 3.3.11 ZnFe_2O_4/SnS_2/rGO降解机理的分析56-58
• 3.3.12 ZnFe_2O_4/SnS_2/rGO复合物的重复利用58
• 3.4 结论58-60
• 第四章 硫化锡和碳三氮四复合材料的制备、表征及光催化性能研究60-77
• 4.1 引言60-61
• 4.2 实验61-64
• 4.2.1 实验试剂61
• 4.2.2 实验仪器61-62
• 4.2.3 g-C_3N_4以及SnS_2材料的制备62
• 4.2.4 g-C_3N_4/SnS_2复合材料的制备62-63
• 4.2.5 样品的表征63
• 4.2.6 光催化实验63-64
• 4.2.7 光电流和电化学阻抗64
• 4.3 结果与讨论64-76
• 4.3.1 XRD分析64-65
• 4.3.2 扫描电镜(SEM)分析65-66
• 4.3.3 EDS分析66-67
• 4.3.4 比表面积和孔结构的分析67-68
• 4.3.5 紫外可见漫反射光谱分析68-69
• 4.3.6 莫特肖特基曲线分析69-70
• 4.3.7 固体荧光发射光谱分析70-71
• 4.3.8 光电流响应和电化学阻抗分析71-72
• 4.3.9 光催化性能分析72-73
• 4.3.10 紫外可见光谱扫描73-74
• 4.3.11 光催化机理分析74-75
• 4.3.12 15% g-C_3N_4/SnS_2的重复利用性75-76
• 4.4 结论76-77
• 第五章 结论与展望77-78
• 参考文献78-87
• 硕士期间发表成果87-88
• 致谢88-89

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