简便合成几种铋、锡化合物及在光电化学和染料去除中的应用

发布时间：2017-08-10 01:11

  本文关键词：简便合成几种铋、锡化合物及在光电化学和染料去除中的应用

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【摘要】：近年来,Bi、Sn化合物由于其具备众多优良性能而引起了较多关注,在光催化、光电化学等各个领域有广泛应用。在本学位论文中,基于水解法制备了碱式硝酸铋/硫化铋异质结构纳米半导体复合薄膜、碱式硝酸铋吸附剂和纳米二氧化锡光催化剂材料,并研究了这些纳米材料表征以及分别在光电化学检测、染料吸附去除和光催化降解去除方面的应用。论文主要研究内容包括:(1)先室温水解五水硝酸铋,再滴加硫化钠溶液硫化,快速制备出稳定的[Bi6O6(OH)3](NO3)5×1.5H2O/Bi2S3异质结构半导体溶胶。将该溶胶修饰到FTO导电玻璃上,制得相应的异质结构纳米半导体薄膜。考察了硫化钠的量、修饰层数和热处理温度对薄膜光电化学性能的影响,讨论了光电流产生的机理。(2)先水解五水硝酸铋后热处理,制备了一种新型的高性能的八面体结构碱式硝酸铋[Bi6O5(OH)3](NO3)5·3H2O吸附剂。以甲基橙(MO)作为模型染料分子,考察了溶液pH、MO用量、吸附接触时间、吸附温度和MO初始浓度等实验变量对吸附过程的影响。分析了吸附平衡等温线、吸附动力学和热力学,并提出了吸附机理。(3)氯化亚锡水解产物经适当热处理后制备出纳米二氧化锡材料。在紫外光照下,该材料可催化降解MO染料。考察了热处理温度、溶液初始浓度等因素对光催化MO的影响。分析了光催化反应动力学,探讨了降解机理。
【关键词】：二氧化锡 碱式硝酸铋 水解 光电化学 吸附 光催化降解 甲基橙
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 Bi基化合物半导体研究概况10-12
• 1.1.1 Bi基化合物半导体10
• 1.1.2 硫化铋半导体材料10-11
• 1.1.3 铋的非金属氧酸盐材料11
• 1.1.4 铋系异质结型复合材料11-12
• 1.2 SnO_2光催化剂的研究概况12
• 1.3 我国水资源现状12-13
• 1.4 染料概述13
• 1.4.1 甲基橙简介13
• 1.5 染料废水的来源及危害特点13-14
• 1.6 染料废水的处理现状14-15
• 1.6.1 物理方法14
• 1.6.2 化学方法14
• 1.6.3 生物方法14-15
• 1.7 论文的目的意义和主要研究内容15-16
• 第二章 室温下一步法制备[Bi_6O_6(OH)_3](NO_3)_3·1.5H_2O/Bi_2S_3异质结构纳米溶胶及其光电化学性能研究16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 实验部分16-17
• 2.3 结果与讨论17-24
• 2.3.1 形貌、结构和成分表征17-20
• 2.3.2 BOHN/Bi_2S_3纳米半导体复合薄膜的光电化学性能20-23
• 2.3.3 [Bi_6O_6(OH)_3]的能带位置计算23-24
• 2.4 小结24-25
• 第三章 水解法制备八面碱式硝酸铋吸附甲基橙的性能研究25-43
• 3.1 引言25-26
• 3.2 实验部分26-27
• 3.3 结果与讨论27-42
• 3.3.1 吸附剂的表征27-30
• 3.3.2 多种染料的吸附30
• 3.3.3 MO吸附降解试验30-33
• 3.3.4 吸附等温线33-36
• 3.3.5 吸附动力学36-38
• 3.3.6 吸附热力学38-40
• 3.3.7 吸附机理探究40-41
• 3.3.8 吸附剂的解吸与再生41-42
• 3.4 小结42-43
• 第四章 水解法制备纳米二氧化锡光催化降解甲基橙的性能研究43-52
• 4.1 引言43
• 4.2 实验部分43-44
• 4.3 结果与讨论44-51
• 4.3.1 纳米二氧化锡的表征44-47
• 4.3.2 纳米二氧化锡生长机理分析47
• 4.3.3 光催化降解试验47-48
• 4.3.4 催化降解动力学48-50
• 4.3.5 纳米二氧化锡光降解机理研究50-51
• 4.4 小结51-52
• 结语52-53
• 参考文献53-66
• 攻读学位期间发表的文章66-67
• 致谢67-68

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本文编号：648160