UiO-66-NH_2及其复合材料的选择性吸附光催化性能

发布时间：2017-03-19 08:07

  本文关键词：UiO-66-NH_2及其复合材料的选择性吸附光催化性能，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文中采用高温煅烧制备出K2Ti4O9,并对其进行了N元素掺杂；然后通过自组装制备了N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2复合材料。对纯材料和复合材料进行了表征,并系统地研究了它们的吸附和光催化性能。主要内容可分为以下两个部分：(1)本章中,我们通过溶剂热法制备了两种Zr基MOFs-UiO-66和UiO-66-NH2,并通过X射线衍射(XRD)、场发射透射电镜(FETEM)、N2吸附脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)和Zeta电位表征了它们。结果显示它们具有较小的粒径、较大的比表面积,并可以从溶液中有效地吸附阳离子型染料。这种对染料的选择性吸附是由于其负的表面电位与阳离子型染料之间的静电吸引作用的结果。此外,由于UiO-66-NH2独特的微孔和介孔结构和-NH2的质子化,使得UiO-66-NH2具有比UiO-66更负的表面电位。从而UiO-66-NH2对阳离子染料吸附的选择性更强。(2)采用上述的溶剂热法成功地制备出N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2复合材料,该材料具有以N-K2Ti4O9纳米棒为核、以UiO-66-NH2为壳的核壳结构。我们选取数种染料用于N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2复合材料的光催化性能测试。结果显示N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2复合材料的光催化性能远高于单一纯材料,这是源于UiO-66-NH2巨大的吸附量和复合带来较高的光生载流子分离效率的结果。尤其是,当N-K2Ti4O9与ZrCl4质量比为3：7时制备的复合材料展现出最好的光催化性能。此外,由于组成材料UiO-66-NH2对阳离子型染料的选择性吸附作用,复合材料对阳离子型染料的光降解能力远高于对阴离子型染料的光降解能力。
【关键词】：UiO-66 UiO-66-NH_2 N-K_2Ti4_O_9 选择性吸附 吸附动力学 吸附热力学 等温线 再生 选择性光催化 复合材料 协同效应 异质结
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O643.36;TB33
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 1 前言16-25
• 1.1 引言16-18
• 1.2 MOFs的研究现状18-21
• 1.3 钛酸盐的研究现状21-24
• 1.4 本文研究内容24-25
• 2 UiO-66-NH_2对阳离子型染料的选择性吸附25-45
• 2.1 实验方法25-27
• 2.1.1 实验试剂和仪器25-26
• 2.1.2 吸附剂制备26
• 2.1.3 吸附试验26-27
• 2.2 样品表征27-29
• 2.2.1 场发射透射电镜27
• 2.2.2 X射线衍射27
• 2.2.3 N_2吸附脱附27-28
• 2.2.4 Zeta电位28
• 2.2.5 X射线光电子能谱28-29
• 2.3 结果与讨论29-44
• 2.3.1 样品的形貌与结构29-30
• 2.3.2 染料的吸附实验30-35
• 2.3.3 吸附热力学35-38
• 2.3.4 吸附动力学38-40
• 2.3.5 吸附剂再生40-41
• 2.3.6 吸附机理41-44
• 2.4 本章小结44-45
• 3 N-K_2Ti_4O_9/UiO-66-NH_2对阳离子型染料的选择性光催化45-65
• 3.1 实验方法45-47
• 3.1.1 实验试剂和仪器45-46
• 3.1.2 光催化剂的制备46-47
• 3.1.3 光催化实验47
• 3.2 样品表征47-49
• 3.2.1 场发射透射电镜47
• 3.2.2 X射线衍射47
• 3.2.3 热重分析47-48
• 3.2.4 UV-vis吸收光谱48
• 3.2.5 光响应电流48-49
• 3.3 结果与讨论49-64
• 3.3.1 光催化剂的形貌与结构49-52
• 3.3.2 光催化剂的组成52-53
• 3.3.3 光催化剂的光电性能53-54
• 3.3.4 光催化剂的吸附性能54-58
• 3.3.5 光催化剂的光催化性能58-62
• 3.3.6 光催化机理62-64
• 3.4 本章小结64-65
• 4 结论65-66
• 参考文献66-73
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况73

【共引文献】

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