Bi 24 Al 2 O 39 可见光响应光催化剂的制备及其光催化性能研究
发布时间：2024-03-17 15:48
全球性环境污染问题已经引起世界各国广泛关注,能够有效利用太阳能降解污染物的光催化技术及其材料的研究,近年来成为材料学、化学和环境科学等领域的研究热点。由于拥有廉价、无毒、稳定等特性,目前大多数的光催化研究都集中于Ti02基光催化剂。然而,由于半导体Ti02的带隙较宽(约3.2eV),使其不能在可见光条件下被激发,这导致其对太阳能的利用率较低。因此,开发新型的可见光响应光催化剂成为了光催化领域的迫切需求。铋系复合光催化材料因其较窄的带隙及良好的光催化性能正受到广泛的关注,因此,本研究针对铋系化合物Bi24Al2O39的合成、形貌控制及可见光催化性能进行了研究,主要研究内容如下： 本研究以Bi(NO3)3·5H2O和Al(NO3)3·9H2O为原料,柠檬酸及乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂,采用简单易行的溶胶凝胶法制备了Bi24Al2O39光催化剂粉体。利用XRD、SEM、TEM、HRTEM、UV-vis DRS等表征手段对所制备样品的相组成、晶体结构、催化剂形貌及其光吸收特性等进行表征和分析。以酸性红G溶液为目标污染物,研究了焙烧温度等制备条件对催化剂性能的影响。同时研究了催化剂投加量、...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 半导体光催化原理
1.3 光催化剂在环境中的应用
1.3.1 光催化产氢
1.3.2 光催化降解污水
1.3.3 光催化净化空气、除臭杀菌
1.4 粉体光催化材料的制备
1.4.1 溶胶凝胶法
1.4.2 沉淀法
1.4.3 微乳液法
1.4.4 微波法
1.4.5 水热法
1.5 中空球形光催化材料的制备
1.5.1 传统硬模板法
1.5.2 自牺牲模板法
1.5.3 软模板法
1.5.4 无模板法
1.6 论文选题意义和研究内容
第二章 实验及测试方法
2.1 实验试剂
2.1.1 实验仪器
2.2 表征方法
2.2.1 X射线衍射分析
2.2.2 扫描电子显微镜
2.2.3 透射电子显微镜和高分辨率透射电镜
2.2.4 氮气吸附脱附法
2.2.5 傅里叶变换红外光谱
2.2.6 X射线光电子能谱
2.2.7 热重-差热分析
2.2.8 紫外-可见漫反射光谱
2.3 光催化活性评价
2.3.1 酸性红G最大吸收波长的确定
3.3.2 酸性红G标准曲线
2.3.3 液相光催化反应体系
2.3.4 气相光催化反应体系
第三章 Bi24Al2O39光催化剂的溶胶凝胶法制备及其光催化性能研究
3.1 引言
3.2 光催化剂的制备
3.3 光催化剂的表征结果及讨论
3.3.1 XRD分析
3.3.2 SEM及TEM分析
3.3.3 紫外漫反射分析
3.4 光催化性能
3.4.1 反应条件实验
3.4.2 焙烧温度对光催化活性的影响
3.4.3 催化剂投加量对光催化降解效果的影响
3.4.4 染料初始浓度对光催化降解效果的影响
3.5 小结
第四章 Bi24Al2O(39)介孔空心球光催化剂的制备及其光催化性能研究
4.1 引言
4.2 光催化剂的制备
4.3 光催化性能评价
4.4 催化剂表征结果及讨论
4.4.1 结构与形貌
4.4.2 Bi24Al2O(39)介孔空心球光催化剂形成机理
4.4.2.1 Bi/Al元素摩尔比对产物生成的影响
4.4.2.2 pH值对产物生成的影响
4.4.3 FT-IR结果分析
4.4.4 TG-DSC分析
4.4.5 氮气吸附脱附分析
4.4.6 紫外可见漫反射光谱
4.5 光催化性能
4.5.1 酸性红G降解实验
4.5.2 甲醛气体降解实验
4.5.3 动力学分析
4.5.4 光催化机理分析
4.5.4.1 羟基自由基的测定及分析
4.5.4.2 其他活性物种的测定及分析
4.5.4.3 Bi24Al2O39介孔空心球光催化剂具有高活性的原因
4.6 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢(一)
致谢(二)
攻读学位期间发表论文
本文编号：3931256
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 半导体光催化原理
1.3 光催化剂在环境中的应用
1.3.1 光催化产氢
1.3.2 光催化降解污水
1.3.3 光催化净化空气、除臭杀菌
1.4 粉体光催化材料的制备
1.4.1 溶胶凝胶法
1.4.2 沉淀法
1.4.3 微乳液法
1.4.4 微波法
1.4.5 水热法
1.5 中空球形光催化材料的制备
1.5.1 传统硬模板法
1.5.2 自牺牲模板法
1.5.3 软模板法
1.5.4 无模板法
1.6 论文选题意义和研究内容
第二章 实验及测试方法
2.1 实验试剂
2.1.1 实验仪器
2.2 表征方法
2.2.1 X射线衍射分析
2.2.2 扫描电子显微镜
2.2.3 透射电子显微镜和高分辨率透射电镜
2.2.4 氮气吸附脱附法
2.2.5 傅里叶变换红外光谱
2.2.6 X射线光电子能谱
2.2.7 热重-差热分析
2.2.8 紫外-可见漫反射光谱
2.3 光催化活性评价
2.3.1 酸性红G最大吸收波长的确定
3.3.2 酸性红G标准曲线
2.3.3 液相光催化反应体系
2.3.4 气相光催化反应体系
第三章 Bi24Al2O39光催化剂的溶胶凝胶法制备及其光催化性能研究
3.1 引言
3.2 光催化剂的制备
3.3 光催化剂的表征结果及讨论
3.3.1 XRD分析
3.3.2 SEM及TEM分析
3.3.3 紫外漫反射分析
3.4 光催化性能
3.4.1 反应条件实验
3.4.2 焙烧温度对光催化活性的影响
3.4.3 催化剂投加量对光催化降解效果的影响
3.4.4 染料初始浓度对光催化降解效果的影响
3.5 小结
第四章 Bi24Al2O(39)介孔空心球光催化剂的制备及其光催化性能研究
4.1 引言
4.2 光催化剂的制备
4.3 光催化性能评价
4.4 催化剂表征结果及讨论
4.4.1 结构与形貌
4.4.2 Bi24Al2O(39)介孔空心球光催化剂形成机理
4.4.2.1 Bi/Al元素摩尔比对产物生成的影响
4.4.2.2 pH值对产物生成的影响
4.4.3 FT-IR结果分析
4.4.4 TG-DSC分析
4.4.5 氮气吸附脱附分析
4.4.6 紫外可见漫反射光谱
4.5 光催化性能
4.5.1 酸性红G降解实验
4.5.2 甲醛气体降解实验
4.5.3 动力学分析
4.5.4 光催化机理分析
4.5.4.1 羟基自由基的测定及分析
4.5.4.2 其他活性物种的测定及分析
4.5.4.3 Bi24Al2O39介孔空心球光催化剂具有高活性的原因
4.6 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢(一)
致谢(二)
攻读学位期间发表论文
本文编号：3931256
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/hetongwenben/3931256.html
