铁氧体基复合光催化剂的制备及其性能研究

发布时间：2020-05-17 21:18

【摘要】：复合光催化剂因具有高效、成本低、环保等特点在污水处理和空气净化领域具有广阔的应用前景,其中磁载复合光催化剂因具有可回收和重复使用的优点,已成为光催化领域的研究热点。本文以Fe(NO_3)3·9H2O、Zn(NO_3)2·6H2O、TEOS、AgNO_3和TBOT等为主要原料,采用葡萄糖还原法和溶胶凝胶法分别制备了ZnFe_2O_4/SiO_2/Ag和ZnFe_2O_4/SiO_2/TiO_2复合光催化剂。采用XRD、FT-IR、XPS、SEM、TEM、EDS、BET、VSM和Uv-vis等表征手段对催化剂的形貌、结构和性能进行表征,并在模拟可见光条件下,测试了复合催化剂的光催化性能。得到的结论如下:(1)采用共沉淀法和st(?)ber法分别制备了ZnFe_2O_4纳米颗粒和ZnFe_2O_4/SiO_2复合微球。结果表明:煅烧温度为700℃、时间为6h、升温速率为1℃/min条件下制备的ZnFe_2O_4颗粒结晶度高,粒径约为41nm,饱和磁化强度为11.9emu/g。pH对ZnFe_2O_4/SiO_2复合结构的形貌和颗粒分散性影响较大,pH为9时所得ZnFe_2O_4/SiO_2颗粒形貌均一,呈圆球形,粒径大小约为450nm,颗粒分散性好。(2)以ZnFe_2O_4/SiO_2为载体,采用葡萄糖还原法制备了ZnFe_2O_4/SiO_2/Ag催化剂。结果显示:当AgNO_3投加量为0.35g时,Ag的负载量最高,且分布均匀,粒径约为12nm。ZnFe_2O_4/SiO_2/Ag复合催化剂具有较好的光催化性能,120min内MB的降解率达到63%,使用6次后,MB降解率和催化剂回收率分别降低了17%和18%,显示出良好的循环利用效应和回收率。(3)以ZnFe_2O_4/SiO_2为载体,采用溶胶凝胶法制备了ZnFe_2O_4/SiO_2/TiO_2复合光催化剂。结果表明:煅烧温度、TBOT投加量等对ZnFe_2O_4/SiO_2/TiO_2复合催化剂形貌、结构和性能有重要影响。煅烧温度为700℃时,TBOT投加量为1.70m L时,TiO_2纳米颗粒为结晶度高的锐钛矿结构,粒径约为10nm,此时TiO_2负载量最多,且分布均匀。ZnFe_2O_4/SiO_2/TiO_2的比表面积、孔容、孔径和饱和磁化强度分别为45.15m2·g-1、0.102m3·g-1、3.93nm,2.86emu/g。所得催化剂具有优异的光催化性能,120min内MB的降解率达到95%,使用8次后,MB降解率和催化剂回收率分别降低12%和15%,具有良好的循环利用效应和回收率。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O643.36

【参考文献】

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