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《半導體納米復合光催化劑的制備與性能研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、SynthesisandPropertiesofSemiconductorNancompositePhotocatalystsThisthesissubmittedtoZhejiangNormalUniversityforthedegreeofMasterofSciencebyHuanhuanQianSupervisedbyProf．YongHuZhejiangKeyLaboratoryforReactiveChemistryonSolidSurfaces．InstituteofPhysicalChemistry,ZhejiangNormalUniversityMa
2、y2012IIIIlUlIIIIIIII[IIIHIIY2194422半導體納米復合光催化劑的制備與性能研究摘要隨著科技的進步和工業(yè)的迅速發(fā)展，水環(huán)境污染也日益加劇，這己成為一個亟待解決的全球性問題。尤其是各種各樣的有機染料廢水，不但對環(huán)境、人體有害，而且大多數(shù)污染物在自然條件下或通過傳統(tǒng)的微生物處理、物理、化學方法很難降解，這就要求我們對這種難降解有機物的處理尋求一種行之有效的方法。近些年新發(fā)展起來的半導體光催化氧化水處理技術為解決這一難題提供了一種行之有效的方法。半導體光催化氧化技術是一種展新的環(huán)境友好型污水處理技術，在常溫常壓條件下就能使很多難以降解的有機物質(zhì)
3、完全礦化為C02、H20等無害物質(zhì)，不會產(chǎn)生二次污染，這就使得它在環(huán)境保護、衛(wèi)生保健、新能源、新功能材料開發(fā)等方面具有廣闊的應用前景，并具有重大經(jīng)濟效益和社會效益。半導體納米復合材料作為一類高活性的光催化劑在有機物降解及廢水處理等方面具有極其重要的應用價值。本文圍繞不同納米復合材料的制備及其性能研究展開工作，著重研究了無機納米材料及其復合材料光催化降解有機污染物的性能。本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：1．微波輔助原位硫化合成ZnO／ZnS核一殼結構及其光催化性能研究本章采用微波輔助原位硫化ZnO表面合成ZnO／ZnS核．殼結構。這是一個簡單快速的反應，在400W
4、的功率下，硫原位取代生成的ZnS沉積在ZnO表面，通過控制硫代乙酰胺的量可以控制殼層ZnS粒徑大小和厚度。水熱合成的ZnO表面有很多氧離子缺陷，在621nlll處發(fā)出強的黃光，并且發(fā)光強度隨著殼層ZnS的增加逐漸減弱，這表明ZnO／ZnS復合材料中載流子分布發(fā)生轉(zhuǎn)移。光催化性能測試表明這些復合材料在可見光照射下表現(xiàn)出較ZnO更優(yōu)越的光催化性能。2．低溫合成碳納米管爪02復合材料及其光催化性能研究在本章節(jié)中，我們采用一種簡便的低溫沉淀合成方法，將Ti02納米顆粒成功的負載在碳納米管表面。這種方法只需硫酸鈦鹽與碳納米管為原料，在堿性溶液60"(2T反應6h。此外，Ti0
5、2納米晶也采用同樣的方法合成。光催化性能測試表明這些復合材料在可見光照射下表現(xiàn)出較Ti02更優(yōu)越的光催化性能。3．靜電自組裝合成炭球／Ti02復合材料及Cr(VI)吸附性能研究通過快速的靜電自組裝方法將Ti02均勻地沉積到炭球表面。炭球的表面電荷自發(fā)的促進Ti02自組裝，均勻地沉積到炭球表面，并且不用添加額外的表面活性劑。合成的C／Ti02復合結構不僅降低了Ti02納米粒子的團聚，而且還提高了回收利用率，便于循環(huán)使用。合成的C／Ti02復合材料表現(xiàn)出很好的Cr(VI)吸附能力，是商業(yè)Ti02納米晶(P25)的3．6倍。文中也系統(tǒng)的研究了pH值對吸附能力的影響。4．磁
6、性可回收Fe304／C／Ti02三明治結構復合材料的合成及其光催化性能研究采用靜電自組裝法制備了Fe30jC／Ti02三明治結構復合材料。首先，將Fe304納米球和葡萄糖在水熱炭化成功合成了Fe304／C核．殼結構，炭層的厚度10nlTl左右。然后，采用靜電自組裝法將Ti02負載在三明治結構上。此復合材料在紫外光照射下可有效降解有機污染物，并且可循環(huán)使用，為光催化劑的回收提供了一種快捷的方法。這種新的合成方法還可以進一步推廣用來合成其它的復合光催化劑。關鍵詞：半導體納米復合物；光催化降解；微波輔助法；靜電自組裝SYNTHESISANDPROPERTIESOFSEMI
7、CONDUCTORNANOCoMPOSITEPHOTOCATALYSTSABSTRACTWiththedevelopmentoftechnologyandindustry,thewaterenvironmentpollutionbecomesaglobalproblemtobesolved．Wastewatercontainingmanykindsoforganicdye，whichnotonlyisharmtoenvironmentandhumanbody,butalsoisdifficulttodegradationthroughtraditionalmic
