微波溶剂热制备纳米CeO 2 及其去除水中污染物性能研究

发布时间：2024-06-03 05:51

　　作为一种新型的半导体材料，纳米CeO₂被广泛的应用于抛光粉、电化学、玻璃澄清剂、汽车尾气处理、紫外光吸收及水污染处理等领域。纳米CeO₂有广阔的应用前景，近期科学家一直在致力研究纳米CeO₂。 由于纳米CeO₂独特的性能，在水污染处理方面的应用也愈加广泛，它强大的储放氧能力能够使水中的有机污染物发生氧化还原反应，从而达到降解水中污染物的目的。针对这一性能，本文选用廉价的硝酸铈、氨水、尿素为反应物，采用微波溶剂热法制备不同形貌的纳米CeO₂、微纳米结构CeO₂和纳米CeO₂复合材料。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、紫外-可见光谱分析等手段对产物进行表征和测试。 采用微波溶剂热法以氨水为沉淀剂，制备了粒径约为17nm的纳米CeO₂单晶粒。保温时间从2h延长3h加剧了纳米CeO₂颗粒的团聚，反应时间控制在2h有利于得到分散性好的颗粒。采用微波溶剂热法以尿素为沉淀剂，制备了粒径约为...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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目录
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 CeO₂的结构与性能
    1.2 纳米结构 CeO₂的应用
    1.3 液相法制备纳米结构 CeO₂及其粒径控制
    1.4 不同形貌及改性对纳米 CeO₂性能的影响
    1.5 微波溶剂热法制备纳米材料
    1.6 研究目的与内容
第二章 实验过程
    2.1 实验原料与仪器
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 微波溶剂热法合成纳米结构 CeO2

        2.2.1 氨水法制备 CeO₂

        2.2.2 尿素法制备 CeO₂

    2.3 硬模板法制备微纳米结构 CeO₂

        2.3.1 以聚苯乙烯球为模板制备微纳米结构 CeO₂

        2.3.2 以脱脂棉为硬模板制备微纳米结构 CeO₂

    2.4 微纳结构 CeO₂复合材料的制备
        2.4.1 硅藻土/ CeO₂复合材料的制备
        2.4.2 C/ CeO₂复合材料的制备
    2.5 纳米银改性 CeO₂

        2.5.1 纳米银溶胶的制备
        2.5.2 浸渍负载法制备 Ag/CeO₂样品
    2.6 试样的表征与测试
        2.6.1 X 射线衍射表征
        2.6.2 结构形貌表征
        2.6.3 粒度分析
        2.6.4 热重-差热分析
        2.6.5 紫外可见光谱分析
        2.6.6 Zeta 电位分析
        2.6.7 BET-BJH 表征
    2.7 去除水中污染物模拟实验
第三章 纳米 CeO₂的制备与表征
    3.1 样品制备
        3.1.1 以氨水为沉淀剂制备纳米 CeO₂

        3.1.2 以尿素为沉淀剂制备纳米 CeO₂

    3.2 试样的 X 射线衍射分析
        3.2.1 以氨水为沉淀剂的试样 X 射线衍射分析
        3.2.2 以尿素为沉淀剂的试样 X 射线衍射分析
    3.3 以氨水为沉淀剂的试样形貌分析
    3.4 以尿素为沉淀剂的试样形貌分析
    3.5 不同形貌纳米 CeO₂形成机制分析
        3.5.1 以氨水为沉淀剂形成纳米 CeO₂机制分析
        3.5.2 以尿素为沉淀剂形成纳米 CeO₂机制分析
        3.5.3 以 CTAB 为表面活性剂形成菱形板块状 CeO₂机制分析
    3.6 纳米 CeO₂降解有机污染物结果与分析
        3.6.1 不同反应温度下合成的 CeO₂对甲基橙的降解情况
        3.6.2 不同保温时间下合成的 CeO₂对甲基橙的降解情况
        3.6.3 不同升温速率下合成的 CeO₂对甲基橙的降解情况
        3.6.4 微波条件对合成的 CeO₂降解甲基橙的影响
    3.7 本章小结
第四章 微纳米结构 CeO₂制备和表征
    4.1 硬模板法制备微纳米结构 CeO₂

        4.1.1 以聚苯乙烯球为模板制备微纳米结构 CeO₂

        4.1.2 以脱脂棉为模板制备微纳米结构 CeO₂

    4.2 微纳结构 CeO₂复合材料的制备
        4.2.1 微波酸法处理硅藻土
        4.2.2 硅藻土/ CeO₂复合材料的制备及表征
        4.2.3 负载后的改性山东潍坊硅藻土对甲基橙溶液的降解效果
        4.2.4 碳/ CeO₂复合材料的制备及表征
    4.3 本章小结
第五章 纳米银改性 CeO₂

    5.0 微波溶剂热制备纳米银溶胶
    5.1 纳米银溶胶的 XRD 分析
    5.2 银溶胶的 SEM 分析
    5.3 银溶胶的紫外可见吸收光谱分析
    5.4 CeO₂负载纳米银溶胶后试样表征
    5.5 负载银后的 CeO₂处理模拟物染污性能分析
    5.6 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
附录



本文编号：3988273

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