铀氧化物的制备及其光催化降解环丙沙星的性能

发布时间：2021-09-09 15:17

　　环丙沙星（CIP）等抗生素的滥用,已对生态环境和人类健康造成严重影响,寻求高效的医药废水处理技术已成为处理此类问题的关键所在。因光催化氧化法具有无毒高效、条件温和、操作简便等优点,将其用作医药废水的处理方法日益受到重视。结构丰富的铀氧化物,具有与多种分子可产生适宜相互作用的潜力,将核工业副产物——贫铀用于催化过程,可以拓展铀资源的应用领域。由此,本研究制备了暴露不同晶面的UO₄·2H₂O和不同结构特征的UO_X。对其形貌、物相等结构特征进行表征,进而评价其可见光下光催化降解环丙沙星的活性。本论文主要研究内容如下:1.采用沉淀法制备过氧化铀,对其进行热处理得到非晶态的UOx、U₃O₈等不同结构的铀氧化物,在相同条件下评价其可见光光催化降解环丙沙星的性能。结果显示,光催化降解CIP的活性顺序为:UO₄·2H₂O>UO_X>U₃O₈。高活性的过氧化铀UO_4<... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

可见光光催化装置示意图

132.3b）分析可知，其晶格间距是0.32nm。综合随后XRD鉴定其物相为UO4·2H2O的结果，可以明确此0.32nm对应其{200}晶面间距，即直接沉淀所得过氧化物UO4·2H2O纳米晶主要暴露{200}晶面。图2.3U-DP样品的SEM（a）和TEM（b）图Figure2.3SEM(a)andTEM(b)imagesofU-DP2.3.2XRD分析图2.4为沉淀法合成的三种铀氧化物的XRD图，从下到上依次为U-DP、U-DP-300和U-DP-650：居中样品U-DP-300的XRD呈现宽化弥散的衍射峰，说明其不具有晶体的长程有序特征，即为非晶态UOX；样品U-DP和U-DP-650的衍射峰分别与标准卡片JCPDSNo.35-0571和JCPDSNo.31-1424的数据相一致，没有出现其它的衍射峰，表明所得铀氧化物物相分别为纯的UO4·2H2O和U3O8。(a)(b)5.0nm

14图2.4铀氧化物样品的XRD图Figure2.4XRDpatternsofUraniumoxides2.3.3BET分析表2.3给出了铀氧化物的比表面积测定结果。在多相催化中，比表面积使光催化剂研究的重要参数之一。较大比表面积的催化剂可使金属离子更加有效的均匀分布，有更高的活性和稳定性，有利于提高催化性能。UO4·2H2O的比表面积明显高于UOx的U3O8的比表面积，有望获得较好的光催化效果。表2.3铀氧化物的比表面积Table2.3DataofspecificsurfaceareaofUraniumoxides铀氧化物UO4·2H2OUOxU3O8SBET(m2/g)15.877.775.592.3.4FT-IR分析红外光谱是一种鉴定样品官能团的有力技术。文献报道[100,101]，在800-930cm-1附近的吸收峰为O-O伸缩振动的吸收峰，指定为过氧物种。由图2.5可知，UO4·2H2O的吸收峰在920cm-1左右，UOX的吸收峰也在800-930cm-1附近，而U3O8在此范围无吸收峰。这一结果表明，过氧化铀UO4·2H2O和UOX具有过氧物种，可能有利于有机分子的光催化氧化降解。

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本文编号：3392322