纳米复合催化剂的制备及其在催化降解中的应用

发布时间：2018-03-30 01:12

本文选题：氧化石墨　切入点：纳米复合催化剂　出处：《兰州理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：近年来,科研人员发现多功能纳米复合催化剂在物理吸附、医药中间体合成、污水处理、航天燃料、有机催化等领域存在潜在应用价值,随后多功能纳米复合催化剂引起科研人员的密切关注。本文以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯为载体,聚乙烯亚胺(PEI)为链接剂与稳定剂,以修饰的四氧化三铁和硫酸钛等为前驱体,醋酸钯为催化活性中心,成功制备出两种新型的纳米复合催化剂:其中Pd NPs/Fe_3O_4-PEI-RGO被称为磁性纳米复合催化剂,Pd NPs/Ti O_2/PEI-RGO被称为钯掺杂的二氧化钛纳米复合催化剂。针对新合成的2种纳米复合催化剂,首先进行纳米复合催化剂结构与形貌的表征。借助元素分析仪(EDX)、紫外可见分光光度计(Uv-vis)和傅立叶-红外光谱扫描仪(FT-IR)三种仪器确立了材料的元素组成、化学结构以及含有的官能团;利用俄歇电子能谱(XPS)、X射线衍射仪(XRD)检测复合催化剂的化合价存在状态与颗粒的晶体结构;利用扫描电子显微镜(SEM)以及投射电子显微镜(TEM)检测催化剂的表面的整体形貌与颗粒的微观形貌。其次通过降解一系列工业染料与有机污染物来评估催化剂的催化活性。通过改变p H值、催化剂种类及含量等单因素,进行最佳反应条件的选择,随后测试催化剂的催化活性,结果显示:第一种磁性纳米复合催化剂在Na BH4溶液作为还原剂条件下,降解工业废水染料和有机污染物过程中表现出优良的催化活性、降解率以及回收效率。此外,在十三次重复试验后,磁性纳米复合催化剂仍然显示高的稳定性与催化活性。第二种钯掺杂二氧化钛纳米复合催化剂,利用水热法的优点,在反应温度为180℃、反应时间为12 h的条件下,使得醋酸钯、聚乙烯亚胺与硫酸钛三种物质质量比为1∶10∶50,制备出纳米颗粒大小均匀、分散性好、有一定菱形形貌结构的复合催化剂颗粒。该反应条件温和,成本较低,得到的纳米晶体纯度较高,纳米尺寸较小,比表面积大,以致于光催化降解效果显著,说明金属离子掺杂到二氧化钛中可提高光降解效率和对太阳光的利用率。总之,这2种新型的多功能纳米复合催化剂的颗粒粒径均一,比表面积大,催化活性显著,因此非常适合工业废水的处理。
[Abstract]:In recent years , it has been found that the multi - functional nano - composite catalyst has potential applications in the fields of physical adsorption , synthesis of pharmaceutical intermediates , sewage treatment , aerospace fuel , organic catalysis , etc . the specific surface area is large , so that the photocatalytic degradation effect is obvious , the photocatalytic degradation efficiency and the utilization rate of the sunlight can be improved by doping the metal ions into the titanium dioxide .

【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O643.36;TB383.1

【参考文献】