微纳结构富铁催化降解材料的快速液相制备及特性研究
发布时间：2023-04-08 22:44
伴随着工业需求的不断提高,工业废水中含有的生物难降解、有毒的有机染料分子不断增加,废水处理对深度降解技术要求越来越高。微纳结构富铁材料用作高级氧化催化剂时,能高效产生强氧化性的羟基自由基(?OH),达到深度降解有机物的目的,且方便回收、避免二次污染。从经济角度出发,低成本、可控、快速的制备富铁微纳米结构材料将会推动高级氧化技术在有机染料降解处理中的实际应用。本论文采用微波辅助加热这一简单快速的加热手段分别在乙二醇和水相中制备了铁醇盐和铁酸铋微纳米结构材料,并以多级结构铁醇盐作为热处理前驱体制备出多孔中空的Fe3O4@C框架结构。采用SEM、TEM、XRD、XPS、Raman、FTIR和UV-vis等手段测定产物的形貌、结构及化学组成,系统研究了温度、时间、溶剂、表面活性剂等参数对微纳米材料形貌和结构的影响,详细讨论了铁醇盐和铁酸铋的生长机制,并利用制备的微纳米结构材料探讨了铁醇盐在吸附和芬顿催化、Fe3O4@C在超声芬顿催化、铁酸铋在可见光催化中的应用。论文主要研究内容和讨论如下:(1)通过微波辅助...
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 有机染料水污染处理现状
1.2 染料的吸附
1.3 异相AOP技术
1.3.1 Fenton技术
1.3.2 光催化技术
1.4 微纳结构富铁材料的液相法制备
1.4.1 化学共沉淀法
1.4.2 水解法
1.4.3 溶胶-凝胶法
1.4.4 溶剂热法
1.5 快速液相法
1.5.1 微波加热机制
1.5.2 微波辅助液相法
1.6 液相法制备微纳结构材料的生长机制
1.6.1 均相形核和异相形核
1.6.2 晶粒的长大和形貌控制
1.6.3 铁基微纳米结构的调控
1.7 研究意义和主要内容
1.7.1 研究意义
1.7.2 研究的主要内容
1.7.3 论文章节设置
第二章 实验方法与表征手段
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验用试剂
2.1.2 实验用设备
2.2 实验流程
2.3 微纳米结构材料的表征
2.4 吸附和催化降解性能表征
2.4.1 染料吸附性能
2.4.2 光催化性能
2.4.3 芬顿催化性能
第三章 微纳结构富铁材料的快速液相制备及结构表征
3.1 前言
3.2 多级结构铁醇盐的制备及结构
3.2.1 多级结构铁醇盐的制备
3.2.2 多级结构铁醇盐的形貌
3.2.3 多级结构铁醇盐的稳定性
3.2.4 Fe3O4纳米团簇的形貌
3.3 中空框架Fe3O4@C的制备及其结构
3.3.1 Fe3O4@C框架结构的制备
3.3.2 Fe3O4@C框架结构的形貌
3.4 铁酸铋微纳米材料的制备及其结构
3.4.1 铁酸铋微纳米结构的制备
3.4.2 BiFeO3微粒的形貌
3.4.3 BiFeO3纳米粒子的形貌
3.4.4 Bi2Fe4O9纳米片的形貌
3.5 本章小结
第四章 微纳米结构富铁材料的快速生长机制
4.1 前言
4.2 液相生长机制
4.3 微纳米结构富铁材料的生长机制
4.3.1 多级结构铁醇盐的生长机制
4.3.2 Fe3O4纳米团簇的生长机制
4.3.3 核壳结构BiFeO3的生长机制
4.3.4 BiFeO3微粒的尺寸调控机制
4.4 本章小结
第五章 微纳米结构富铁材料的性能研究
5.1 引言
5.2 磁性能
5.2.1 铁醇盐的磁性能
5.2.2 Fe3O4@C的磁性能
5.2.3 BiFeO3的磁性能
5.3 吸附性能
5.3.1 铁醇盐的吸附性能
5.3.2 Fe3O4@C的吸附性能
5.4 芬顿催化性能
5.4.1 铁醇盐的芬顿催化性能
5.4.2 Fe3O4@C的芬顿催化性能
5.4.3 BiFeO3的芬顿催化性能
5.5 光催化性能
5.5.1 BiFeO3微粒与Bi2Fe4O9纳米片的光催化性能
5.5.2 BiFeO3纳米粒子的光催化性能
5.5.3 BiFeO3纳米粒子光催化机理分析
5.6 本章小结
结论和展望
论文创新点
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3786607
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 有机染料水污染处理现状
1.2 染料的吸附
1.3 异相AOP技术
1.3.1 Fenton技术
1.3.2 光催化技术
1.4 微纳结构富铁材料的液相法制备
1.4.1 化学共沉淀法
1.4.2 水解法
1.4.3 溶胶-凝胶法
1.4.4 溶剂热法
1.5 快速液相法
1.5.1 微波加热机制
1.5.2 微波辅助液相法
1.6 液相法制备微纳结构材料的生长机制
1.6.1 均相形核和异相形核
1.6.2 晶粒的长大和形貌控制
1.6.3 铁基微纳米结构的调控
1.7 研究意义和主要内容
1.7.1 研究意义
1.7.2 研究的主要内容
1.7.3 论文章节设置
第二章 实验方法与表征手段
2.1 实验试剂与仪器
2.1.1 实验用试剂
2.1.2 实验用设备
2.2 实验流程
2.3 微纳米结构材料的表征
2.4 吸附和催化降解性能表征
2.4.1 染料吸附性能
2.4.2 光催化性能
2.4.3 芬顿催化性能
第三章 微纳结构富铁材料的快速液相制备及结构表征
3.1 前言
3.2 多级结构铁醇盐的制备及结构
3.2.1 多级结构铁醇盐的制备
3.2.2 多级结构铁醇盐的形貌
3.2.3 多级结构铁醇盐的稳定性
3.2.4 Fe3O4纳米团簇的形貌
3.3 中空框架Fe3O4@C的制备及其结构
3.3.1 Fe3O4@C框架结构的制备
3.3.2 Fe3O4@C框架结构的形貌
3.4 铁酸铋微纳米材料的制备及其结构
3.4.1 铁酸铋微纳米结构的制备
3.4.2 BiFeO3微粒的形貌
3.4.3 BiFeO3纳米粒子的形貌
3.4.4 Bi2Fe4O9纳米片的形貌
3.5 本章小结
第四章 微纳米结构富铁材料的快速生长机制
4.1 前言
4.2 液相生长机制
4.3 微纳米结构富铁材料的生长机制
4.3.1 多级结构铁醇盐的生长机制
4.3.2 Fe3O4纳米团簇的生长机制
4.3.3 核壳结构BiFeO3的生长机制
4.3.4 BiFeO3微粒的尺寸调控机制
4.4 本章小结
第五章 微纳米结构富铁材料的性能研究
5.1 引言
5.2 磁性能
5.2.1 铁醇盐的磁性能
5.2.2 Fe3O4@C的磁性能
5.2.3 BiFeO3的磁性能
5.3 吸附性能
5.3.1 铁醇盐的吸附性能
5.3.2 Fe3O4@C的吸附性能
5.4 芬顿催化性能
5.4.1 铁醇盐的芬顿催化性能
5.4.2 Fe3O4@C的芬顿催化性能
5.4.3 BiFeO3的芬顿催化性能
5.5 光催化性能
5.5.1 BiFeO3微粒与Bi2Fe4O9纳米片的光催化性能
5.5.2 BiFeO3纳米粒子的光催化性能
5.5.3 BiFeO3纳米粒子光催化机理分析
5.6 本章小结
结论和展望
论文创新点
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
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