石墨烯基复合光催化剂的制备及其活性研究

发布时间：2017-08-24 09:05

  本文关键词：石墨烯基复合光催化剂的制备及其活性研究

  更多相关文章： Ag_3PO_4 石墨烯水凝胶(GH) 吸附 光催化 吸附光催化协同作用 BPA

【摘要】：基于半导体光催化剂的光催化技术作为一种绿色的净化手段,显示出在处理水中污染物的明显优势。新型银系光催化剂,典型代表Ag_3PO_4,其由Ye等人首次提出。随着对Ag_3PO_4光催化剂光催化性能研究的深入,一些半导体光催化剂与之复合制备的复合光催化剂,进一步提高光催化活性的研究得到广泛报道。但此类复合光催化剂对富集环境中污染物的能力并无明显提高,而这对提高光催化效率至关重要。石墨烯片层通过疏水作用,π-π共轭作用及静电作用自组装形成的空间三维石墨烯水凝胶(Graphene Hydrogel GH)在近年来被认为是一种最具发展潜力的新型材料。石墨烯水凝胶具有特殊的空间孔状结构,这将有利于污染物渗透到其中,从而达到使石墨烯水凝与其更好的接触,有效的与GH表面残余的含氧官能团发生相互作用,因此使其具有很强的吸附的作用;同时石墨烯水凝胶这种特殊的结构也能有效的分散在其中的催化剂。本文首次通过简单的浸渍法将具有强烈可见光响应的高效半导体光催化Ag_3PO_4与r GH复合(Ag_3PO_4/r GH)。对复合光催化剂进行了XRD分析,Raman,FTIR,XPS等分析,证明了单体Ag_3PO_4与r GH产生了一定的作用力,使得其在吸附光催化协同作用时能表现出对双酚A(BPA)更高效的移出效应。对此复合催化剂显示出比Ag_3PO_4/AC及Ag_3PO_4/Al_2O_3(Ag_3PO_4与传统吸附材料活性炭AC和活性Al_2O_3的复合)对BPA更高的吸附活性,10min基本达到吸附平衡,可以移除BPA近70%,最大吸附容量达15mg/g;而当Ag_3PO_4/r GH吸附光催化协同作用移除BPA时,则能实现近100%的移除,明显高于Ag_3PO_4/AC及Ag_3PO_4/Al_2O_3的协同作用移除效果。同时,本文还对Ag_3PO_4/r GH吸附光催化协同作用移除流动态的BPA进行考察,研究发现复合催化剂Ag_3PO_4/r GH吸附协同作用对流动态BPA的移除,在数十个小时内持续保持100%的移除率,而相比于单独的吸附作用,则在10h内就达到了穿透。最后,本文还对复合催化剂Ag_3PO_4/r GH吸附协同作用移除BPA可能产生的机理进行了讨论。
【关键词】：Ag_3PO_4 石墨烯水凝胶(GH) 吸附 光催化 吸附光催化协同作用 BPA
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;O644.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 文献综述9-18
• 1.1 光催化简介9-10
• 1.2 石墨烯简介10-16
• 1.2.1 石墨烯研究进程10-11
• 1.2.2 石墨烯的结构及性质11-13
• 1.2.3 石墨烯的制备13-14
• 1.2.4 还原石墨烯水凝胶(reduced Graphene Hydrogel-rGH)14-15
• 1.2.5 还原石墨烯水凝胶(rGH)在吸附领域的应用15-16
• 1.2.6 还原石墨烯水凝胶(rGH)在光催化领域的应用16
• 1.3 Ag_3PO_4新型光催化剂的16-17
• 1.4 课题的提出17-18
• 第2章 实验部分18-25
• 2.1 实验药品及仪器18-19
• 2.2 实验19-21
• 2.2.1 氧化石墨烯GO的制备19
• 2.2.2 还原氧化石墨烯水凝胶rGH的制备19-20
• 2.2.3 Ag_3PO_4/rGH复合光催化剂的制备20-21
• 2.2.4 Ag_3PO_4/AC复合光催化剂的制备21
• 2.2.5 Ag_3PO_4/Al_2O_3复合光催化剂的制备21
• 2.3 活性测试21-25
• 2.3.1 静态吸附能力研究21-22
• 2.3.2 静态光催化活性研究22-23
• 2.3.3 动态吸附能力研究23
• 2.3.4 动态吸附光催化协同能力研究23-25
• 第3章 Ag_3PO_4/rGH复合光催化剂静态活性研究25-43
• 3.1 表征27-33
• 3.2 活性测试33-42
• 3.2.1 静态吸附能力测试33-36
• 3.2.2 静态吸附光催化能力测试36-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第4章 Ag_3PO_4/rGH复合光催化剂动态活性研究43-51
• 4.1 动态吸附能力研究44-47
• 4.1.1 Ag_3PO_4/rGH对BPA吸附的穿透曲线44-45
• 4.1.2 不同比例Ag_3PO_4/rGH对BPA吸附的穿透曲线45
• 4.1.3 不同BPA流速下Ag_3PO_4/rGH吸附的穿透曲线45-46
• 4.1.4 不同Ag_3PO_4/rGH填充量对BPA吸附的穿透曲线46-47
• 4.2 动态吸附光催化能力研究47-48
• 4.3 机理分析48-49
• 4.4 本章小结49-51
• 结论51-52
• 参考文献52-59
• 致谢59-60
• 导师简介60
• 企业导师简介60-61
• 作者简介61-62
• 学位论文数据集62

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 卢利平;;可利用太阳光高效转化的新型复合光催化剂[J];功能材料信息;2008年04期

2 辉永庆,谢家理,龙素群;新型纳米复合光催化剂的研究[J];四川大学学报(自然科学版);2004年03期

3 ;日科学家开发出新型复合光催化剂[J];中国有色金属;2008年18期

4 ;日科学家开发出新型复合光催化剂[J];电子元件与材料;2009年02期

5 萨嘎拉;解秀娟;斯琴塔娜;张宇;照日格图;;TiO_2/Fe_3O_4/AC复合光催化剂的制备及其光催化活性研究[J];内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版);2009年02期

6 王敏;陈平;熊闯;;聚硅硫酸钛制备复合光催化剂及降解甲基橙的研究[J];化学工程师;2012年03期

7 王岩玲;王俊恩;葛艳秋;;Bi_2Fe_4O_9/TiO_2复合光催化剂的制备及光催化性能[J];安徽农业科学;2013年07期

8 张新荣,杨平,赵梦月;玻璃微球附载复合光催化剂降解有机磷农药[J];郑州工业大学学报;1999年01期

9 周化岚;邹忠;吴莎;施文健;;核壳型复合光催化剂的研究进展[J];材料导报;2010年17期

10 叶芳云;杨露;刘鹏;;Ag/AgBr/TiO_2/AC复合光催化剂的制备及其性能研究[J];广州化工;2011年10期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张敬畅;高玲玲;曹维良;;超临界流体干燥法制备新型TiO_2-CeO_2-SiO_2三元纳米复合光催化剂及其光催化性能研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年

2 冯妍;吴青松;张国英;;Fe_2O_3/Bi_2WO_6复合光催化剂的制备及性能[A];第六届全国物理无机化学会议论文摘要集[C];2012年

3 王凯;徐志坚;韩一丹;底兰波;张秀玲;;离子液体助TiO_2-CoFe_2O_4磁性复合光催化剂的制备[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年

4 李霞;江国华;唐柏林;魏征;王小红;;CF/N-doped BiOBr复合光催化剂的制备及性能研究[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年

5 孙勇;房晶瑞;王鲁东;;导电高分子/无机半导体复合光催化剂的研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第2分册）[C];2010年

6 李长江;王胜平;巩金龙;;磷酸银-钒酸铋复合光催化剂的制备与性能研究[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年

7 丛野;龙梅;秦云;李轩科;;以炭黑为反应性模板制备二氧化钛/炭黑复合光催化剂[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年

8 张荷美;宋秀芹;;ZnO/TiO_2复合光催化剂的制备及其光催化性能研究[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年

9 曹暮寒;吴建成;皋银银;敖燕辉;;磁性石墨烯负载二氧化钛复合光催化剂的制备及光催化性能研究[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年

10 李绘;张晓艳;崔晓莉;;火热法制备嵌碳TiO_2-SiO_2复合光催化剂[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 葛进;日科学家开发出新型复合光催化剂[N];科技日报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 罗利军;具有吸附/光催化协同功能的二氧化钛复合光催化剂的制备及去除双酚A的研究[D];昆明理工大学;2015年

2 于秀娜;基于抗生素废水降解的微/纳米复合光催化材料的制备及降解机理研究[D];江苏大学;2015年

3 刘栋;二氧化钛/氮化硼复合光催化剂的制备及光催化性能的研究[D];河北工业大学;2014年

4 徐W，

本文编号：730381