多形貌钨酸铋光催化剂的制备及性能研究

发布时间：2017-04-26 16:00

  本文关键词：多形貌钨酸铋光催化剂的制备及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Bi2WO6作为一种新型光催化剂，因其独特的物理化学性质，可以有效的利用太阳光。以硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)和钨酸钠(Na2WO4·2H2O)作为起始反应物，用CTAB、SDS、PVP作为表面修饰剂用水热法来合成分级结构的纳米钨酸铋。利用XRD、SEM、TEM、BET、UV-Vis等表征手段对Bi2WO6形貌和结构进行表征，重点研究了水热时间、前驱液pH值、不同模板剂等因素对产物Bi2WO6的结构组成、微观形貌及催化性能的影响，探索了不同工艺因素下Bi2WO6的形成生长机理。在室温下，可见光照射，，并以含有罗丹明B的有机废水和含氮轻质油为目标污染物分别对Bi2WO6催化活性进行评价。 不同的模板剂添加对催化剂形貌结构和光催化活性产生较大的影响，其中加入了CTAB、SDS、PVP，催化剂的形貌多样，如球状体、花状体、鸟巢装等。以罗丹明B为目标污染物研究了Bi2WO6的催化活性，添加表活剂SDS催化剂结构更稳定，活性更高。研究结果表明：催化剂加入量为2g/L，降解浓度为40mg/L罗丹明B，光催化反应150min，降解率已到达94.3%。 采用一步水热合成法制备Co2+掺Bi2WO6纳米粉末，结果表明Co2+的添加有助于增加催化剂比表面积，抑制了晶粒生长，优化后催化剂的光谱吸收范围向可见光区拓展。Co2+/Bi2WO6催化活性明显高于未优化的Bi2WO6，可见光照射下，150min内，Co2+/Bi2WO6对罗丹明B的降解率可达98%。 以吡啶为目标化合物配制模拟油品来考察Bi2WO6脱氮性能，光催化脱氮实验结果表明，采用最佳制备条件下合成的纯态Bi2WO6光催化剂，催化剂用量为20mg/40ml模拟液，光催化反应2.5小时，此时，模拟油品的脱氮率可达69%。采用一步水热合成法制备Ni2+/Bi2WO6纳米粉末。当Ni2+的掺杂量为1%，Bi2WO6光催化剂的结构性能突出，Ni2+/Bi2WO6的光催化脱氮率为94%。
【关键词】：Bi2WO6 晶体增长 改性 光催化 轻质油品脱氮
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O643.36;O614.532
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 创新点摘要7-8
• 目录8-10
• 前言10-11
• 第一章 文献综述11-21
• 1.1 光催化反应的基本原理11-12
• 1.2 新型光催化剂的研究现状12-15
• 1.2.1 氧化铋12-13
• 1.2.2 卤氧化铋13
• 1.2.3 钒酸铋13-14
• 1.2.4 钨酸铋14-15
• 1.3 光催化剂的制备15-16
• 1.4 光催化剂的改性16-17
• 1.4.1 贵金属沉积16-17
• 1.4.2 离子掺杂改性17
• 1.4.3 半导体复合17
• 1.5 光催化技术的应用17-19
• 1.5.1 废气净化的应用17-18
• 1.5.2 抗菌除臭的应用18
• 1.5.3 有机废水处理18-19
• 1.6 选题的目的、意义和研究内容19-21
• 第二章 钨酸铋的制备表征21-26
• 2.1 实验试剂与仪器21-22
• 2.1.1 实验试剂21
• 2.1.2 实验仪器21-22
• 2.2 催化剂的制备与表征22-26
• 2.2.1 催化剂的制备22
• 2.2.2 催化剂的表征22-23
• 2.2.3 光催化降解罗丹明 B23-24
• 2.2.4 催化剂的光催化脱氮性能研究24-26
• 第三章 多形貌 Bi_2WO_6的水热合成26-40
• 3.1 催化剂的结构和形貌表征26-28
• 3.1.1 Bi_2WO_6的 XRD 分析26
• 3.1.2 Bi_2WO_6的形貌分析分析26-27
• 3.1.3 Bi_2WO_6的 TEM 分析27-28
• 3.1.4 Bi_2WO_6的 FTIR 分析测试28
• 3.2 Bi_2WO_6微球的生长机理初探28-33
• 3.2.1 前驱体 pH 值对 Bi_2WO_6的影响28-30
• 3.2.2 反应时间对 Bi_2WO_6的影响30-31
• 3.2.3 不同表活剂对 Bi_2WO_6的影响31-33
• 3.3 光催化降解染料废水的研究33-37
• 3.3.1 不同表活剂对催化剂降解罗丹明 B 的影响33
• 3.3.2 催化剂用量对罗丹明 B 降解的影响33-34
• 3.3.3 反应液浓度对罗丹明 B 降解的影响34-35
• 3.3.4 溶液 pH 值对罗丹明 B 降解的影响35-36
• 3.3.5 H_2O_2对罗丹明 B 降解效果的影响36-37
• 3.4 催化剂回收再利用37-38
• 3.5 本章小结38-40
• 第四章 Co~(2+)离子掺杂对 Bi_2WO_6结构与光催化活性的影响40-45
• 4.1 Co~(2+)/Bi_2WO_6的表征分析40-42
• 4.1.1 Co~(2+)/Bi_2WO_6的 XRD40
• 4.1.2 Co~(2+)/Bi_2WO_6的 EDS 分析40-41
• 4.1.3 Co~(2+)/Bi_2WO_6形貌分析41-42
• 4.1.4 Co~(2+)/ Bi_2WO_6的 UV Vis 分析42
• 4.2 Co~(2+)/Bi_2WO_6光催化降解染料废水的研究42-44
• 4.2.1 Co~(2+)/Bi_2WO_6光催化剂的催化性能42-43
• 4.2.2 Co~(2+)/Bi_2WO_6光催化剂的机理探讨43-44
• 4.3 本章小结44-45
• 第五章 Bi_2WO_6光催化轻质油脱氮性能研究45-53
• 5.1 引言45
• 5.2 Ni~(2+)/Bi_2WO_6的表征分析45-49
• 5.2.1 Ni~(2+)/Bi_2WO_6的 XRD45-46
• 5.2.2 Ni~(2+)/Bi_2WO_6的 EDS 分析46
• 5.2.3 Bi_2WO_6优化改性后形貌 SEM 分析46-47
• 5.2.4 Ni~(2+)/Bi_2WO_6比表面积及孔径分布分析47-48
• 5.2.5 Ni~(2+)/Bi_2WO_6的 UV Vis 分析48
• 5.2.6 Ni~(2+)/Bi_2WO_6的酸性分析48-49
• 5.3 光催化轻质油脱氮性能考察49-52
• 5.3.1 不同含氮母液浓度对油品脱氮性能的影响49
• 5.3.2 光催化反应温度对油品脱氮性能的影响49-50
• 5.3.3 催化剂用量对油品脱氮性能的影响50
• 5.3.4 光催化反应时间对油品脱氮性能的影响50-51
• 5.3.5 Ni~(2+)/Bi_2WO_6光催化脱氮性能的影响51
• 5.3.6 Ni~(2+)/Bi_2WO_6光催化机理探讨51-52
• 5.4 本章小结52-53
• 结论53-54
• 参考文献54-62
• 发表文章目录62-63
• 致谢63-64
• 详细摘要64-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郭岱石;马紫峰;蒋淇忠;叶伟东;李春波;;SO_4~(2-)/SiO_2表面酸性的红外光谱和密度泛函理论研究[J];催化学报;2007年07期

2 王万得,杨恩翠,郝金库,赵小军,曹映玉,韩晓燕;吡啶气相光氯化反应机理的理论研究──夺氢机理过渡态和IRC解析[J];高等学校化学学报;2002年12期

3 崔丹丹;蒋剑春;孙康;卢辛成;;竹活性炭负载二氧化钛光催化降解水溶液中甲醛的研究[J];功能材料;2011年S3期

4 范素华;胡广达;张丰庆;岳雪涛;任艳霞;徐静;;镧、铈掺杂对钛酸钡基介电陶瓷性能的影响[J];硅酸盐通报;2006年04期

5 方世杰,徐明霞,黄卫友,张玉珍;纳米TiO_2光催化降解甲基橙[J];硅酸盐学报;2001年05期

6 张雪红,罗来涛;室温水解制备介孔二氧化钛的表征[J];硅酸盐学报;2005年01期

7 刘自力,韦江慧;光催化降解糖蜜酒精废水的研究[J];工业催化;2004年02期

8 张音波,余煜棉,刘千钧;多相光催化降解染料废水的研究进展[J];工业水处理;2001年12期

9 魏平玉;杨青林;郭林;;卤氧化铋化合物光催化剂[J];化学进展;2009年09期

10 陈颖;李慧;梁宇宁;祁雪峰;毛贝贝;;负载型Co/BiVO_4催化剂的制备及其光催化脱氮性能[J];石油学报(石油加工);2011年06期

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本文编号：328737