Ba掺杂GaOOH及GaOOH基复合光催化剂的制备、表征与光催化性能研究

发布时间：2022-07-14 12:04

　　随着现代化工、能源行业的快速发展,环境污染问题越来越严重,制约了社会的可持续性发展。光催化技术具有反应条件温和、氧化能力强、绿色环保等优点,因而受到研究人员的广泛关注。作为d¹⁰电子结构的半导体材料,理论上GaOOH半导体具有较强的光催化氧化能力,但目前对其在光催化领域的研究较少。本研究以GaOOH为主体,对其进行了掺杂改性和复合改性,制备了Ba掺杂GaOOH光催化剂、Zn Bi Nb O₅/GaOOH复合光催化剂和Ag₃PO₄/GaOOH复合光催化剂。对制备的光催化剂样品进行了形貌、结构等方面的表征分析,并测试了其光催化降解有机污染物的性能,这为宽禁带半导体GaOOH在光催化技术领域的应用提供了新的视角,拓宽了GaOOH潜在的应用范围。本论文的主要研究内容和结论如下:（1）本论文研究了Ba的掺杂对GaOOH材料的形貌、带隙结构、光催化性能等方面的影响。采用溶剂热法制备了3mol%、6mol%和12mol%Ba掺杂GaOOH光催化剂,并对其进行了表征分析。SEM表征结果显示,Ba的掺杂显著地改变了G... 

【文章页数】：116 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
论文特色及创新点
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光催化技术
        1.2.1 光催化技术的概述
        1.2.2 光催化反应的主要原理
        1.2.3 光催化技术在环境领域的主要应用
            1.2.3.1 工业废水
            1.2.3.2 土壤中农药残留物
            1.2.3.3 挥发性有机物
        1.2.4 改善光催化材料活性的主要方法
            1.2.4.1 金属离子掺杂
            1.2.4.2 非金属离子掺杂
            1.2.4.3 表面贵金属改性
            1.2.4.4 异质结复合
    1.3 镓系材料的研究现状
        1.3.1 氧化镓
        1.3.2 氮化镓
        1.3.3 含镓的多元金属氧化物
        1.3.4 含镓的羟基氧化物
    1.4 本论文的研究目的和内容
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 主要实验试剂
        2.1.2 主要实验仪器
    2.2 技术路线
    2.3 材料表征
        2.3.1 粉末X射线衍射(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.4 比表面积测试(BET)
        2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)
        2.3.6 傅立叶变换红外光谱(FT-IR)
        2.3.7 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)
        2.3.8 光致发光光谱(PL)
    2.4 光催化性能
        2.4.1 光催化降解有机污染物的实验
        2.4.2 光激发过程中含氧自由基的测定
第3章 麦穗状Ba掺杂GaOOH光催化剂的制备、表征与光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 Ba掺杂GaOOH光催化剂的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Ba掺杂GaOOH光催化剂的表征分析
            3.3.1.1 XRD分析
            3.3.1.2 SEM和 BET分析
            3.3.1.3 TEM分析
            3.3.1.4 XPS分析
            3.3.1.5 FT-IR分析
            3.3.1.6 UV-Vis DRS分析
            3.3.1.7 PL分析
        3.3.2 Ba掺杂GaOOH光催化剂的光催化性能分析
            3.3.2.1 光催化降解恩诺沙星分析
            3.3.2.2 初始pH对光催化活性的影响
            3.3.2.3 清除剂实验的分析
            3.3.2.4 光催化剂的稳定性分析
    3.4 本章小结
第4章 ZnBiNbO_5/GaOOH复合光催化剂的制备、表征与光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 光催化剂的制备
        4.2.1 ZnBiNbO_5 固溶体的制备
        4.2.2 ZnBiNbO_5/GaOOH复合光催化剂的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 ZnBiNbO_5 固溶体的表征分析
            4.3.1.1 XRD分析
            4.3.1.2 SEM分析
            4.3.1.3 TEM分析
            4.3.1.4 UV-Vis DRS分析
        4.3.2 ZnBiNbO_5/GaOOH复合光催化剂的表征分析
            4.3.2.1 XRD分析
            4.3.2.2 SEM分析
            4.3.2.3 XPS分析
            4.3.2.4 FT-IR分析
            4.3.2.5 UV-Vis DRS分析
        4.3.3 ZnBiNbO_5/GaOOH复合光催化剂的光催化性能分析
            4.3.3.1 光催化降解恩诺沙星分析
            4.3.3.2 初始pH对光催化活性的影响
            4.3.3.3 清除剂实验的分析
            4.3.3.4 光催化剂的稳定性分析
    4.4 本章小结
第5章 Ag_3PO_4/GaOOH复合光催化剂的制备、表征及光催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 Ag3PO4/GaOOH复合光催化剂的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Ag_3PO_4/GaOOH复合光催化剂的表征分析
            5.3.1.1 XRD分析
            5.3.1.2 SEM分析
            5.3.1.3 TEM分析
            5.3.1.4 XPS分析
            5.3.1.5 FT-IR分析
            5.1.3.6 UV-Vis DRS分析
            5.1.3.7 PL分析
        5.3.2 Ag_3PO_4/GaOOH复合光催化剂的光催化性能分析
            5.3.2.1 光催化降解罗丹明B分析
            5.3.2.2 初始pH对光催化活性的影响
            5.3.2.3 常见阳离子和阴离子对光催化活性的影响
            5.3.2.4 清除剂实验的分析
            5.3.2.5 光催化剂的稳定性分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Photocatalytic properties of hierarchical CuO nanosheets synthesized by a solution phase method[J]. Martha Purnachander Rao,Jerry J.Wu,Abdullah M.Asiri,Sambandam Anandan,Muthupandian Ashokkumar.  Journal of Environmental Sciences. 2018(07)
[2]Photocatalytic degradation of aqueous Methyl Orange using nitrogen-doped TiO2 photocatalyst prepared by novel method of ultraviolet-assisted thermal synthesis[J]. Mohsen Nasirian,Mehrab Mehrvar.  Journal of Environmental Sciences. 2018(04)



本文编号：3661092