铜基光催化剂的制备及其光催化性能的研究
本文关键词：铜基光催化剂的制备及其光催化性能的研究 出处：《昆明理工大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：经济发展的同时带来的环境问题日益严峻,工业废水污染作为环境污染中最常见的部分,传统的处理技术并不能取得很好的效果,因此,越来越多的研究者正在寻求一种节能环保可持续的高效催化降解废水的方法。其中,利用光催化技术降解有毒有害污染物吸引了很多人的关注。由于其温和,环保,可循环利用等优点得到了广泛研究,而寻求一种廉价高效的光催化剂成为了研究光催化技术的关键。铜基催化剂在过去几十年间被广泛研究,氧化亚铜作为一种P型半导体材料,由于其低廉的价格和可见光响应的特点成为一种前景广阔的光催化剂。但是单一组分的氧化亚铜催化性能有限且不稳定,很容易被光生空穴氧化成氧化铜。所以大多时候需要对氧化亚铜作一定的改性处理,来增强氧化亚铜的稳定性和光催化性能。大量的研究表明,通过对催化剂进行负载修饰或形貌控制能够有效的增强光催化剂的催化性能。本课题即在催化剂制备阶段,通过液相还原法合成了铜/氧化亚铜核壳结构材料,并讨论了其形成机理及光催化性能。本研究利用液相化学还原法,选取硫酸铜作为前躯体,水合肼和抗坏血酸作为还原剂,合成铜/氧化亚铜复合材料,通过引入EDTA-2Na,使其吸附在一次还原生成的单质铜表面,再和后续的铜离子形成络合物,通过二次还原使铜离子在单质铜表面还原生成氧化亚铜,形成核壳结构。利用比表面仪(BET)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)等方法对催化的比表面积、孔道大小、晶型构造、表层元素成分、元素价态、微观形貌等进行了表征。表征结果显示,合成的材料为核壳结构,颗粒大小在360nm左右,属于亚微米级别,纯度较高。以Cr(Ⅵ)和罗丹明B溶液模拟目标污染物,采用两种不同的光催化体系,研究了制备的铜/氧化亚铜核壳结构催化剂在不同条件下的可见光光催化降解性能。结果表明,两种体系下,铜/氧化亚铜光催化剂均具有较好的降解效果。在反应液150ml,pH为3,Cr(Ⅵ)初始浓度为10mg/L时,最高降解率分别达到91%,在罗丹明B初始浓度为20mg/L,H2O2加入量0.5ml,催化剂投入量0.5g时,最高降解率达到81.14%,降解反应均符合Langmuir-Hinshelwood(L-H)一级反应动力学。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O643.36;X703
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，本文编号：1328429
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