基于α-Fe 2 O 3 非均相光芬顿催化剂的制备及催化性能研究

发布时间：2024-01-26 23:28

　　水中有机染料的去除,是当今世界水污染处理领域的重要课题。非均相芬顿技术作为重要的高级氧化工艺(AOP),被认为是一种去除顽固有机染料的有前途的方法。这种技术主要依靠铁基固体催化剂中的Fe2+与H2O2之间的芬顿反应,生成的强氧化性羟基自由基GOH)来降解染料,与此同时Fe2+被氧化为Fe3+。在芬顿体系中Fe3+可以通过与H2O2的反应使Fe2+再生,然而其速率极低,使得在芬顿体系中出现Fe3+积累,Fe2+耗尽的情况。这种弱的Fe3+/Fe2+循环能力降低了H2O2的有效利用率,并且阻碍了有机污染物的去除。因此,如何加速Fe2+的再生和提高H2O2的有效利用率已经成为芬顿技术应用中的关键问题。在铁基催化剂中,α-Fe2O3由于其结构稳定,成本低廉,对可见光的吸收能力强以及对环境友好,是最有希望商业化的芬顿试剂之一。然而,与大多数非均相芬顿体系一样,α-Fe2O3芬顿体系也存在Fe2+再生困难和H2O2有效利用率低的重要问题。非均相光芬顿反应受到了科研工作者的重点关注,因为光照能够强化芬顿反应。近年来,光生电子的引入被证明能够通过加速Fe3+/Fe2+循环来优化芬顿反应。此外,针对铁基...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 α-Fe₂O₃概述
        1.2.1 α-Fe₂O₃的结构及性质
        1.2.2 α-Fe₂O₃的应用
    1.3 光芬顿及其他催化技术
        1.3.1 光芬顿催化技术
        1.3.2 其他催化技术
    1.4 α-Fe₂O₃在光芬顿中的研究进展
    1.5 增强光芬顿活性的常见方法
        1.5.1 物理场辅助
        1.5.2 形貌调控
        1.5.3 掺杂
        1.5.4 与碳材料复合
        1.5.5 与半导体复合
    1.6 研究目的意义和主要内容
第2章 实验材料及实验方法
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 实验药品试剂
        2.1.2 实验主要仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 水热与溶剂热法
    2.3 实验表征
        2.3.1 多晶X射线衍射仪
        2.3.2 扫描电子显微镜
        2.3.3 X射线光电子能谱仪
        2.3.4 紫外可见光谱仪
    2.4 光芬顿活性测试
        2.4.1 测试装置
        2.4.2 光芬顿活性测试
第3章 AgBr/α-Fe₂O₃的制备及催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 α-Fe₂O₃的制备
        3.2.2 AgBr/α-Fe₂O₃的制备
    3.3 实验表征结果
        3.3.1 XRD表征
        3.3.2 SEM表征
        3.3.3 UV-vis DRS表征
    3.4 光催化测试结果与分析
        3.4.1 光芬顿催化测试
        3.4.2 不同条件对染料降解的影响
        3.4.3 降解反应机理分析
    3.5 本章小结
第4章 SnO₂/α-Fe₂O₃的制备及催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 α-Fe₂O₃的制备
        4.2.2 SnO₂/α-Fe₂O₃的制备
    4.3 实验表征结果
        4.3.1 XRD表征
        4.3.2 SEM表征
        4.3.3 XPS表征
        4.3.4 UV-vis DRS表征
    4.4 光芬顿催化测试结果及分析
        4.4.1 光芬顿催化测试
        4.4.2 不同条件对染料降解的影响
        4.4.3 反应机理分析
    4.5 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间主要成果
作者简介



本文编号：3885888