NH 2 -MIL-101(Fe)对草甘膦的吸附机理及其复合物的光催化性能研究
发布时间：2023-03-04 16:31
草甘膦农药和染料罗丹明B的大范围使用和不适当的处理使得河流水质遭到一定程度的污染。因此需要研究一种具有选择性的、低廉、高效的环保材料对水体中有毒有机污染物进行去除降解。MIL-101系列金属-有机框架(MOFs)材料具有较高的比表面积、可调节的孔径以及丰富的活性位点并且具有良好的水热稳定性和化学稳定性受到研究者们的广泛关注,但是MOFs材料可见光利用率较低、光生电子-空穴易复合等问题仍需进一步研究。本文选取地球含量较为丰富的Fe元素作为MOF材料的中心金属离子,采用NH2-基团修饰、掺杂有机链以及半导体复合的手段对MIL-101(Fe)进行改性,并通过对草甘膦和罗丹明B的吸附降解来评估改性后材料的选择性、吸附性能、吸附机理、光催化活性以及光催化机理。主要研究内容及结论如下:(1)通过水热法制备出 MIL-101(Fe)和NH2-MIL-101(Fe)。SEM、XRD、FT-IR、BET、Zeta电位等表征手段对材料的基本性质进行表征。以草甘膦为吸附底物对材料的吸附性能进行评估,并与文献报道的其它材料进行比较。主要考察了时间、温度、底物浓度和pH以及竞争离子强度对材料吸附性能的影响,并通...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 光催化剂技术的应用领域
1.3 半导体光催化机理
1.4 金属-有机框架材料
1.4.1 MOFs在非均相催化领域中的应用
1.4.2 MOFs的分类
1.4.3 MOFs材料合成方法
1.5 MIL-101材料概述
1.5.1 MIL-101在气体储存和吸附领域中的应用
1.5.2 MIL-101在催化领域中的应用
1.6 论文选题意义、研究内容与创新点
1.6.1 论文研究选题依据和意义
1.6.2 研究内容
1.6.3 课题研究创新点
2 仪器设备、试剂及表征方法
2.1 实验设备仪器及试剂
2.1.1 实验设备仪器
2.1.2 实验试剂
2.2 材料结构的表征方法
2.2.1 傅里叶转换红外光谱分析技术(FT-IR)
2.2.2 材料比表面积和孔径分布测定(BET)
2.2.3 材料粒度Zeta电位分析
2.2.4 X射线衍射仪(XRD)
2.2.5 冷场发射扫描电子显微镜(SEM)
2.2.6 火焰原子吸收光谱仪
2.3 材料光学性能的表征方法
2.3.1 光致发光光谱分析(PL)
2.3.2 紫外-可见漫反射光谱分析(DRS)
2.3.3 电化学阻抗谱分析(EIS)
2.3.4 光催化降解目标底物活性测试系统
3 MIL-101(Fe)、NH2-MIL-101(Fe)吸附草甘膦性能和机理研究
3.1 引言
3.2 实验过程
3.2.1 催化剂的制备
3.2.2 材料吸附性能评估
3.3 结果与讨论
3.3.1 吸附剂SEM形貌分析
3.3.2 吸附剂的XRD分析
3.3.3 吸附剂的红外图谱分析
3.3.4 吸附剂的BET分析
3.3.5 吸附平衡时间的确定
3.3.6 吸附动力学拟合
3.3.7 不同溶液pH对吸附草甘膦的影响
3.3.8 不同温度和浓度对吸附草甘膦的影响
3.3.9 离子强度和离子竞争对MOFs吸附草甘膦的影响
3.3.10 MOFs吸附机理研究
3.4 本章小结
4 NH2-BDC/BDC类Fenton光催化降解草甘膦的研究
4.1 引言
4.2 实验过程
4.2.1 NH2-BDC/BDC的合成
4.2.2 NH2-BDC/BDC类Fenton光催化性能评估
4.3 结果与讨论
4.3.1 催化剂的SEM形貌分析
4.3.2 催化剂的XRD分析
4.3.3 催化剂的红外光谱分析
4.3.4 催化剂的紫外-可见漫反射光谱分析
4.3.5 催化剂在类芬顿体系中光催化降解草甘膦效果
4.3.6 体系中pH对降解草甘膦的影响
4.3.7 催化剂表面的Zeta电势
4.3.8 不同反应体系中NH2-BDC/BDC-1:2催化性能研究
4.3.9 捕获实验及光催化降解机理分析
4.3.10 催化剂的稳定性能
4.3.11 催化剂的分散性能
4.4 本章小结
5 BiOBr/NH2-MIL-101(Fe)复合材料光催化降解RhB的研究
5.1 引言
5.2 实验过程
5.2.1 BiOBr/NH2-MIL-101(Fe)复合材料的合成
5.2.2 BiOBr/NH2-MIL-101(Fe)复合材料光催化性能评估
5.3 结果与讨论
5.3.1 催化剂的SEM和EDS分析
5.3.2 催化剂的XRD分析
5.3.3 催化剂的光学性能分析
5.3.4 催化剂光生载流子的分离效率
5.3.5 催化剂的红外光谱分析
5.3.6 催化剂的BET分析
5.3.7 催化剂光催化降解RhB效果分析
5.3.8 溶液pH对BNM-7光催化活性影响
5.3.9 活性物种捕获实验
5.3.10 活性物种检测
5.3.11 BNM-7的稳定性
5.3.12 BNM-7的光催化机理分析
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
致谢
本文编号：3754616
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 光催化剂技术的应用领域
1.3 半导体光催化机理
1.4 金属-有机框架材料
1.4.1 MOFs在非均相催化领域中的应用
1.4.2 MOFs的分类
1.4.3 MOFs材料合成方法
1.5 MIL-101材料概述
1.5.1 MIL-101在气体储存和吸附领域中的应用
1.5.2 MIL-101在催化领域中的应用
1.6 论文选题意义、研究内容与创新点
1.6.1 论文研究选题依据和意义
1.6.2 研究内容
1.6.3 课题研究创新点
2 仪器设备、试剂及表征方法
2.1 实验设备仪器及试剂
2.1.1 实验设备仪器
2.1.2 实验试剂
2.2 材料结构的表征方法
2.2.1 傅里叶转换红外光谱分析技术(FT-IR)
2.2.2 材料比表面积和孔径分布测定(BET)
2.2.3 材料粒度Zeta电位分析
2.2.4 X射线衍射仪(XRD)
2.2.5 冷场发射扫描电子显微镜(SEM)
2.2.6 火焰原子吸收光谱仪
2.3 材料光学性能的表征方法
2.3.1 光致发光光谱分析(PL)
2.3.2 紫外-可见漫反射光谱分析(DRS)
2.3.3 电化学阻抗谱分析(EIS)
2.3.4 光催化降解目标底物活性测试系统
3 MIL-101(Fe)、NH2-MIL-101(Fe)吸附草甘膦性能和机理研究
3.1 引言
3.2 实验过程
3.2.1 催化剂的制备
3.2.2 材料吸附性能评估
3.3 结果与讨论
3.3.1 吸附剂SEM形貌分析
3.3.2 吸附剂的XRD分析
3.3.3 吸附剂的红外图谱分析
3.3.4 吸附剂的BET分析
3.3.5 吸附平衡时间的确定
3.3.6 吸附动力学拟合
3.3.7 不同溶液pH对吸附草甘膦的影响
3.3.8 不同温度和浓度对吸附草甘膦的影响
3.3.9 离子强度和离子竞争对MOFs吸附草甘膦的影响
3.3.10 MOFs吸附机理研究
3.4 本章小结
4 NH2-BDC/BDC类Fenton光催化降解草甘膦的研究
4.1 引言
4.2 实验过程
4.2.1 NH2-BDC/BDC的合成
4.2.2 NH2-BDC/BDC类Fenton光催化性能评估
4.3 结果与讨论
4.3.1 催化剂的SEM形貌分析
4.3.2 催化剂的XRD分析
4.3.3 催化剂的红外光谱分析
4.3.4 催化剂的紫外-可见漫反射光谱分析
4.3.5 催化剂在类芬顿体系中光催化降解草甘膦效果
4.3.6 体系中pH对降解草甘膦的影响
4.3.7 催化剂表面的Zeta电势
4.3.8 不同反应体系中NH2-BDC/BDC-1:2催化性能研究
4.3.9 捕获实验及光催化降解机理分析
4.3.10 催化剂的稳定性能
4.3.11 催化剂的分散性能
4.4 本章小结
5 BiOBr/NH2-MIL-101(Fe)复合材料光催化降解RhB的研究
5.1 引言
5.2 实验过程
5.2.1 BiOBr/NH2-MIL-101(Fe)复合材料的合成
5.2.2 BiOBr/NH2-MIL-101(Fe)复合材料光催化性能评估
5.3 结果与讨论
5.3.1 催化剂的SEM和EDS分析
5.3.2 催化剂的XRD分析
5.3.3 催化剂的光学性能分析
5.3.4 催化剂光生载流子的分离效率
5.3.5 催化剂的红外光谱分析
5.3.6 催化剂的BET分析
5.3.7 催化剂光催化降解RhB效果分析
5.3.8 溶液pH对BNM-7光催化活性影响
5.3.9 活性物种捕获实验
5.3.10 活性物种检测
5.3.11 BNM-7的稳定性
5.3.12 BNM-7的光催化机理分析
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
致谢
本文编号：3754616
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3754616.html
