牡丹花状InOOH及FeTaMoO 7 /InOOH异质结催化剂的制备和光催化性能的研究
发布时间：2021-08-11 11:53
光催化技术由于其经济高效、操作简便和无二次污染等特点,近年来一直是科学家们的热门研究方向。InOOH作为一种宽带隙n型半导体,具备较高的氧化还原特性,逐渐被应用于光催化领域。本文选取InOOH为研究对象,通过形貌调控和构建异质结的方式,旨在提高InOOH的光催化活性及稳定性。在形貌调控方面,本文利用丙三醇作为溶剂热反应的调控溶剂,通过调节不同的丙三醇比例以实现对牡丹花状InOOH的形貌控制,阐述了丙三醇对InOOH结构和形貌的影响,筛选出InOOH最佳形态（牡丹花状）的制备条件,最终以诺氟沙星作为目标污染物,研究了不同形貌的InOOH对其光催化活性的影响,并对其光催化降解路径和机理进行了详细分析。构建异质结方面,本文利用新型的p型多元金属氧化物FeTaMoO7与牡丹花状InOOH复合,构建了一种p-n异质结结构,考察了异质结的引入对InOOH的理化性质及对诺氟沙星和罗丹明B光催化活性的影响,并对其光催化降解机理进行了研究。本论文的主要结论如下:1、通过丙三醇辅助溶剂热法成功制备了一种新形貌的牡丹花状InOOH催化材料,证明了丙三醇对InOOH的结构和形态起着至关重...
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光催化的基本原理示意图[8]
南京大学硕士学位论文第一章绪论9催化效果，结果表明得到的C,N-共掺杂的InOOH对罗丹明B的光催化降解活性明显高于未掺杂的InOOH、P25和C,N-共掺杂的TiO2。2014年，Song等人[111]通过简便的原位制备方法合成了一种晶粒尺寸范围约为100-200nm的多孔碳球/InOOH纳米复合材料，并对亚甲基蓝溶液进行了光催化性能研究，结果表明，由于碳球和InOOH之间的相互作用，纳米复合材料显示出明显的光吸收红移，与InOOH相比复合材料对亚甲基蓝的降解效果得到明显改善，且可见光照射6小时后亚甲基蓝的降解率达90％。1.4.3构筑异质结将不同能带结构的半导体催化剂进行复合，形成具有异质结结构的多组分光催化材料，是提高光催化性能的另一重要方法。这种复合主要是指两种催化剂之间的复合，而且根据它们之间价带和导带位置的不同，可以将异质结分为Ⅰ型异质结、Ⅱ型异质结和Z型异质结，具体结构如图1.2所示。从根本上讲，构建异质结的过程就是一种半导体对另一种半导体的修饰过程，不同半导体之间由于带隙、价带和导带的差异，相互交叠而发生耦合作用，使得光生电子和空穴在半导体之间发生有效转移和分离，从而抑制了他们的复合。其中，Z型异质结可以利用半导体催化材料形成异质结后在界面处形成的缺陷或利用Ag、Au、Cu和石墨烯等导电性好的材料作为电子传输介质[112-117]，使其在光生电子与空穴实现有效分离的同时保持光催化材料的高氧化还原能力，具有高效的光催化活性[118]，因此Z型异质结也深受科学工作者的青睐。图1.2不同类型的异质结结构[119]Figure1.2Differenttypesofheterojunctionstructures.
南京大学硕士学位论文第一章绪论124、以NF和RhB为目标污染物，通过与FeTaMoO7和牡丹花状InOOH单一催化剂进行对比，系统的评价新合成的FeTaMoO7/InOOH异质结催化剂的光催化性能及其反应动力学。然后选取光催化活性最好的10wt%FeTaMoO7/InOOH异质结催化剂，对它的光催化稳定性、重复使用性能及其反应体系中pH和阴阳离子对NF和RhB光催化效果的影响进行研究。最后对FeTaMoO7/InOOH异质结催化剂的降解机理进行详细探究。1.5.3技术路线本论文研究的技术路线如图1.3所示。图1.3本论文研究的技术路线Figure1.3Technologyroadmapofthispaper.
【参考文献】：
期刊论文
[1]宽pH条件下运行的太阳光催化钨酸铋降解抗生素诺氟沙星（英文）[J]. 陈美娟,黄宇,朱威. 催化学报. 2019(05)
[2]In（OH）3InOOH异质结的热处理法制备与光催化性能研究[J]. 钱琛,郭平,陈丽萍,周慧. 西北师范大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]Ag/BiOX（X=Cl,Br,I）复合光催化剂的制备、表征及其光催化性能[J]. 余长林,操芳芳,舒庆,包玉龙,谢志鹏,YU Jimmy C,杨凯. 物理化学学报. 2012(03)
[4]染料废水处理技术综述[J]. 丁绍兰,李郑坤,王睿. 水资源保护. 2010(03)
博士论文
[1]可见光响应型光催化材料的制备及降解气相甲苯及邻二氯苯的性能研究[D]. 刘宝军.大连理工大学 2016
[2]Ag，N掺杂对TiO2纳米管电极光催化降解有机染料的影响[D]. 万斌.上海大学 2008
硕士论文
[1]铟基复合材料的制备、表征及性能研究[D]. 陈吴侠.扬州大学 2018
[2]半导体异质结光催化剂的制备及其可见光催化性能研究[D]. 郑猛猛.华南理工大学 2016
[3]二氧化钛复合光催化剂的制备及对有机染料光降解性能研究[D]. 郭娜.吉林大学 2015
[4]Zn/Ce、Zn/Y离子掺杂TiO2制备抗菌陶瓷及抗菌性的探讨[D]. 栾澈.东北大学 2014
[5]水性纳米TiO2基自清洁涂料的制备与性能[D]. 杨玲.复旦大学 2013
本文编号：3336110
【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光催化的基本原理示意图[8]
南京大学硕士学位论文第一章绪论9催化效果，结果表明得到的C,N-共掺杂的InOOH对罗丹明B的光催化降解活性明显高于未掺杂的InOOH、P25和C,N-共掺杂的TiO2。2014年，Song等人[111]通过简便的原位制备方法合成了一种晶粒尺寸范围约为100-200nm的多孔碳球/InOOH纳米复合材料，并对亚甲基蓝溶液进行了光催化性能研究，结果表明，由于碳球和InOOH之间的相互作用，纳米复合材料显示出明显的光吸收红移，与InOOH相比复合材料对亚甲基蓝的降解效果得到明显改善，且可见光照射6小时后亚甲基蓝的降解率达90％。1.4.3构筑异质结将不同能带结构的半导体催化剂进行复合，形成具有异质结结构的多组分光催化材料，是提高光催化性能的另一重要方法。这种复合主要是指两种催化剂之间的复合，而且根据它们之间价带和导带位置的不同，可以将异质结分为Ⅰ型异质结、Ⅱ型异质结和Z型异质结，具体结构如图1.2所示。从根本上讲，构建异质结的过程就是一种半导体对另一种半导体的修饰过程，不同半导体之间由于带隙、价带和导带的差异，相互交叠而发生耦合作用，使得光生电子和空穴在半导体之间发生有效转移和分离，从而抑制了他们的复合。其中，Z型异质结可以利用半导体催化材料形成异质结后在界面处形成的缺陷或利用Ag、Au、Cu和石墨烯等导电性好的材料作为电子传输介质[112-117]，使其在光生电子与空穴实现有效分离的同时保持光催化材料的高氧化还原能力，具有高效的光催化活性[118]，因此Z型异质结也深受科学工作者的青睐。图1.2不同类型的异质结结构[119]Figure1.2Differenttypesofheterojunctionstructures.
南京大学硕士学位论文第一章绪论124、以NF和RhB为目标污染物，通过与FeTaMoO7和牡丹花状InOOH单一催化剂进行对比，系统的评价新合成的FeTaMoO7/InOOH异质结催化剂的光催化性能及其反应动力学。然后选取光催化活性最好的10wt%FeTaMoO7/InOOH异质结催化剂，对它的光催化稳定性、重复使用性能及其反应体系中pH和阴阳离子对NF和RhB光催化效果的影响进行研究。最后对FeTaMoO7/InOOH异质结催化剂的降解机理进行详细探究。1.5.3技术路线本论文研究的技术路线如图1.3所示。图1.3本论文研究的技术路线Figure1.3Technologyroadmapofthispaper.
【参考文献】：
期刊论文
[1]宽pH条件下运行的太阳光催化钨酸铋降解抗生素诺氟沙星（英文）[J]. 陈美娟,黄宇,朱威. 催化学报. 2019(05)
[2]In（OH）3InOOH异质结的热处理法制备与光催化性能研究[J]. 钱琛,郭平,陈丽萍,周慧. 西北师范大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]Ag/BiOX（X=Cl,Br,I）复合光催化剂的制备、表征及其光催化性能[J]. 余长林,操芳芳,舒庆,包玉龙,谢志鹏,YU Jimmy C,杨凯. 物理化学学报. 2012(03)
[4]染料废水处理技术综述[J]. 丁绍兰,李郑坤,王睿. 水资源保护. 2010(03)
博士论文
[1]可见光响应型光催化材料的制备及降解气相甲苯及邻二氯苯的性能研究[D]. 刘宝军.大连理工大学 2016
[2]Ag，N掺杂对TiO2纳米管电极光催化降解有机染料的影响[D]. 万斌.上海大学 2008
硕士论文
[1]铟基复合材料的制备、表征及性能研究[D]. 陈吴侠.扬州大学 2018
[2]半导体异质结光催化剂的制备及其可见光催化性能研究[D]. 郑猛猛.华南理工大学 2016
[3]二氧化钛复合光催化剂的制备及对有机染料光降解性能研究[D]. 郭娜.吉林大学 2015
[4]Zn/Ce、Zn/Y离子掺杂TiO2制备抗菌陶瓷及抗菌性的探讨[D]. 栾澈.东北大学 2014
[5]水性纳米TiO2基自清洁涂料的制备与性能[D]. 杨玲.复旦大学 2013
本文编号：3336110
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3336110.html
教材专著
