發(fā)布時(shí)間：2017-11-24 23:24

  本文關(guān)鍵詞：鍺酸鹽納米材料的制備及其性能研究

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【摘要】：隨著環(huán)境污染和化石能源枯竭成為當(dāng)今世界亟待解決的問題之后,研究節(jié)能環(huán)保技術(shù)和開發(fā)新能源勢(shì)在必行。通過光催化技術(shù),人們可以利用太陽能和半導(dǎo)體材料直接降解有機(jī)污染物或光解水制備氫氣。該技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和以及對(duì)環(huán)境友好等特性,因而這方面的研究受到了人們的極大關(guān)注。光催化材料是光催化技術(shù)的核心,它的微觀特征包括形貌、尺寸和孔結(jié)構(gòu)等對(duì)其光催化性能以及能否回收利用影響很大,故開發(fā)高效且易于回收利用的新型光催化材料是近年來人們研究的熱點(diǎn)之一。為此,我們選擇鍺酸鹽作為研究對(duì)象,對(duì)鍺酸鹽納米材料的制備及其在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。論文所涉及的研究工作如下：1.通過水熱法制備了Cd2Ge2O6納米棒,并以此為模板通過原位離子交換法制備了核殼型CdS/Cd2Ge2O6復(fù)合納米棒。在此基礎(chǔ)上,使用乳酸進(jìn)行原位刻蝕制得CdS空心納米棒,同時(shí)通過光還原沉積法將Pt負(fù)載在所得到的CdS空心納米棒上。隨后,表征了所得產(chǎn)物的物相組成、微觀結(jié)構(gòu)、光吸收性能和比表面積等。最后在可見光下,直接以所得到的負(fù)有Pt的空心納米棒作為光催化劑,系統(tǒng)考察了其光催化制氫性能以及鉑負(fù)載量、催化劑濃度和犧牲劑濃度等因素對(duì)制氫性能的影響。通過研究發(fā)現(xiàn),負(fù)有Pt的CdS空心納米棒是一個(gè)性能優(yōu)異的光催化制氫材料。在最佳條件下,其光催化制氫速率可達(dá)10.5 mmol·g-1·h-1。2.通過一步水浴法成功制備了由納米片或納米棒自組裝而成的花狀A(yù)g2ZnGeO4納米多級(jí)結(jié)構(gòu)。隨后,表征了Ag2ZnGeO4納米多級(jí)結(jié)構(gòu)的物相組成、元素價(jià)態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)和光吸收性能等。此外,還研究了AgNO3用量和NH3·H2O濃度對(duì)Ag2ZnGeO4納米多級(jí)結(jié)構(gòu)生長過程及光學(xué)性能的影響。最后考察了該Ag2ZnGeO4納米多級(jí)結(jié)構(gòu)在可見光下對(duì)羅丹明B(RhB)降解的光催化行為。研究表明,花狀A(yù)g2ZnGeO4納米多級(jí)結(jié)構(gòu)具有較高的光催化活性和良好的穩(wěn)定性。在可見光下照射105 min后,羅丹明B的降解率可達(dá)92.5%。3.通過化學(xué)沉積法制備了BiOI/Zn2GeO4納米復(fù)合物,并對(duì)其物相組成、元素價(jià)態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)和光吸收性能等進(jìn)行了表征。最后,以對(duì)硝基苯酚(PNP)作為模型污染物,對(duì)所制得BiOI/Zn2GeO4納米復(fù)合物的光催化活性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。與Zn2GeO4和BiOI相比,BiOI/Zn2GeO4納米復(fù)合物具有更高的可見光催化活性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)BiOI的含量為30wt%時(shí),BiOI/Zn2GeO4納米復(fù)合物的光催化活性最高。除此之外,我們還考察了催化劑濃度、降解底物濃度和反應(yīng)體系pH值等條件對(duì)BiOI/Zn2GeO4納米復(fù)合物光催化活性的影響。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),在最佳條件下BiOI/Zn2GeO4納米復(fù)合物對(duì)PNP的降解率可達(dá)47.6%。
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36;O644.1

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本文編號(hào)：1223998