Ce修饰ZnO超微粉体的制备及光催化性能研究

发布时间：2018-06-15 05:21

  本文选题：ZnO + 水热法　； 参考：《河北师范大学》2017年硕士论文

【摘要】：近年来,ZnO无机纳米材料被广泛应用于光催化降解有机污染物。为了改善和提高ZnO光催化性能,最常见的方法是对样品进行元素掺杂或复合。稀土元素Ce具有独特的最外层电子结构,即具有电子未完全充满的4f壳层,能有效地调节ZnO超微粉体的性能和应用。本文以各种锌盐和NaOH为原料,采用一步水热法制备了ZnO、Ce/ZnO和CeO_2/ZnO复合超微粉体。以亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)为目标污染物,分别研究了样品的光催化活性。本论文的主要内容如下:(1)以ZnCl_2和NaOH为原料,在高碱度的水热条件下([Zn~(2+)]:[OH-]=1:7),制备出花状、微片球状、毛线球状等三维结构的ZnO光催化剂。以MB和RhB为目标污染物,分别对样品进行了光催化降解实验。实验结果显示,微片球结构ZnO的光催化性能最好,对MB(光照180 min)和RhB(光照400 min)的降解率都达到90%以上。(2)以Zn(CH_3COO)_2和NaOH为原料,在低碱度的水热条件下(pH=7~10),制备出颗粒状、管状、片状等一系列ZnO样品。以MB和RhB为目标污染物,分别对样品进行了光催化降解实验。实验结果显示,颗粒状ZnO的光催化活性最好,对MB(光照120 min)和RhB(光照200 min)的降解率都达到90%以上,其次是具有中空结构的管状ZnO,而片状结构ZnO的光催化活性最差。(3)以Zn(NO_3)_2、Ce(NO_3)_3和NaOH为原料,制备出不同掺杂量Ce/ZnO光催化剂,以MB和RhB为目标污染物,分别进行了光催化降解实验。实验结果显示,不同掺杂量Ce/ZnO样品对MB和RhB的光催化降解效果均比纯相ZnO有所提高。掺杂量为1%的Ce/ZnO光催化性能最好,对MB(光照140 min)和RhB(光照180 min)的降解率分别为96.11%和63.79%。(4)以Zn(NO_3)_2、Ce(NO_3)_3和NaOH为原料,制备出不同复合量CeO_2/ZnO光催化剂,以MB和RhB为目标污染物,分别进行了光催化降解实验。实验结果显示,不同复合量CeO_2/ZnO样品对MB和RhB的光催化降解效果均比纯相ZnO好。其中CeO_2/ZnO(0.6:1)样品光催化性能最好,对MB(光照120 min)和RhB(光照180 min)的降解率分别为93.11%和67.59%。
[Abstract]:In recent years, ZnO nanomaterials have been widely used in photocatalytic degradation of organic pollutants. In order to improve and improve the photocatalytic performance of ZnO, the most common method is doping or compounding the samples. The rare earth element ce has a unique outermost electronic structure, that is, a 4f shell with incomplete electrons, which can effectively regulate the properties and applications of ZnO ultrafine powders. In this paper, ZnO / ZnO and CeOS / ZnO composite ultrafine powders were prepared by one-step hydrothermal method using various zinc salts and NaOH as raw materials. The photocatalytic activities of the samples were studied by using methylene blue MBB and Rhodamine Bhh RhB as target pollutants. The main contents of this thesis are as follows: (1) using ZnCl2 and NaOH as raw materials, ZnO photocatalysts with three dimensional structure, such as flower-like, microsphere and wool spheroid, were prepared under high alkalinity hydrothermal conditions ([ZnH-] 1: 7). Using MB and RhB as target pollutants, photocatalytic degradation experiments were carried out on the samples. The experimental results show that ZnO has the best photocatalytic activity. The degradation rates of MBand RhB (under 400 mins) are over 90%. ZnO / Ch _ 3COOSP _ 2 and NaOH are used as raw materials to prepare granular and tubular particles under low alkalinity hydrothermal conditions. A series of ZnO samples such as flakes. Using MB and RhB as target pollutants, photocatalytic degradation experiments were carried out on the samples. The results showed that the photocatalytic activity of granular ZnO was the best, and the degradation rates of MBand RhB were above 90%. The second is tubular ZnO with hollow structure, while the photocatalytic activity of flake ZnO is the worst.) different doping amounts of Ce- / ZnO photocatalyst were prepared by using ZnN _ (no _ 3H) _ 2CeO _ 3T _ 3 and NaOH as raw materials, and MB and RhB were used as target pollutants respectively. The photocatalytic degradation experiments were carried out respectively. The experimental results show that the photocatalytic degradation of MB and RhB by CEO / ZnO samples with different doping amounts is better than that of pure ZnO. Ce / ZnO with doping amount of 1% has the best photocatalytic performance. The degradation rates of MBs (140 mins) and RhB (180min) are 96.11% and 63.79.1%, respectively. The ZnO / SnNo3 / Sn3 and NaOH are used as raw materials to prepare different amounts of CeO2- / -ZnO photocatalysts, with MB and RhB as the target pollutants. Photocatalytic degradation experiments were carried out respectively. The results showed that the photocatalytic degradation of MB and RhB was better than that of pure ZnO. The photocatalytic activity of CEO _ 2 / ZnO _ (0.6: 1) sample was the best, and the degradation rates of MBand RhB (180 min) were 93.11% and 67.59%, respectively.
【学位授予单位】：河北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O643.36

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本文编号：2020849