氧化铁基材料形貌调控及光催化改性研究

发布时间：2021-11-19 01:51

　　直接将有机污染物矿化的高级氧化过程（AOPs）是解决近年来日益恶化的水污染环境问题的有效手段。作为一种典型的AOP,光芬顿反应可以通过持续产生强氧化性自由基达到这一目的,而α-Fe₂O₃是一种重要的光芬顿催化材料,具有稳定性高、环境友好、廉价易得等优势。基于此,本论文通过新型α-Fe₂O₃、α-Fe₂O₃复合材料以及热处理改性材料的制备对氧化铁基材料的光催化性能做出研究。主要研究内容如下:（1）以氯化铁为铁源、乙二胺为模板剂,水热制备了锯齿梭型与二十四面体两种新型α-Fe₂O₃,发现在较低温度、高浓度乙二胺条件下生成的氧化铁形貌为暴露{10-12}晶面的锯齿梭型,而较高温度时形貌为主要暴露{10-12}、{11-22}、{11-24}的二十四面体,其光催化芬顿降解罗丹明B（RhB）的速率常数分别为0.0198和0.0120,高于无锯齿梭型α-Fe₂O₃的0.0079;（... 

【文章来源】：深圳大学广东省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

水污染问题ii

图 1-2 半导体光催化原理示意图情况下，半导体的光催化基本原理为：半导体具有价带（VB）与导B 之间的能级差为该半导体的禁带宽度，当使用能量大于或者等于半照射时，VB 上的电子在光照的作用下很容易形成激发态，从而跃迁子（eCB-），留在价带上的光生电子空穴则形成了价带空穴（hVB+），-空穴对（photogenerated electron-hole pairs），又称为光生载流子。由间有禁带的存在，光生载流子的寿命（ns 级别）足够使其迁移至催化剂溶液中的有机污染物，导带电子（eCB-）与价带空穴（hVB+）都能起到吸附在半导体催化剂表面的 O2捕获而形成超氧自由基（·O2），随之基（·OH）以及一些其他的活性物种（ROS）[2-3]，·OH 具有很强的择性的对多种有机污染物分解甚至与彻底矿化。（2）电势较正的 hVB，可以将催化剂表面所吸附的有机污染物氧化分解，此外，它还会与的水结合反应生成·OH，进而起到催化降解作用。

氧化铁基材料形貌调控及光催化改性研究如图 1-3a 所示， -Fe2O3具有类刚玉型（ -Al2O3）的晶体结构，其原子结构为 Fe原子位于八面体空隙的中间位置与其周围的 6 个 O 原子配体相结合，正负离子配位数为6:4，O2-的排布为六方最密堆积。同样的，如图 1-2b 所展示的 Fe3O4的晶体结构反尖晶石型，其中 O2-为立方排布，两种非等价离子 Fe2+与 Fe3+在单元格的排列使得形成了一种独特的结构。而正是由于有两种非等价离子的存在，使得 Fe3O4晶格中容易发生电子交换，从而赋予了较好的电学性能[16]。


本文编号：3504043