半導(dǎo)體光催化技術(shù)具有高效、穩(wěn)定、綠色環(huán)保等優(yōu)點,在解決當今能源和環(huán)境問題方面有良好的應(yīng)用前景。研制出新型高效、高穩(wěn)定、可見光響應(yīng)的半導(dǎo)體光催化材料是實現(xiàn)光催化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的核心。如今,許多研究者以開發(fā)新型高效可見光響應(yīng)的催化劑為研究重點,并已取得了一定的成果,但仍有許多催化材料的體系及催化性能之間的關(guān)系沒有研究。在前人研究的基礎(chǔ)上,本論文一方面對新型光催化劑CuBi_2O_4的制備方法進行改進,使其制備方法更加簡單化、節(jié)能化、綠色化。還通過簡單的復(fù)合及負載對CuBi_2O_4加以研究,制得高催化活性且易于分離回收的復(fù)合光催化劑。另一方面對ZnS進行改性,制備出ZnS/Cu_2S復(fù)合光催化劑來提高其光催化活性。主要實驗內(nèi)容及實驗結(jié)果有以下四個方面:1、以Bi(NO3)3·5H_2O、Cu(NO3)2·3H_2O和NaOH為原料,通過固相球磨法一步制得CuBi_2O_4納米材料。通過改變實驗條件,研究了反應(yīng)時間對CuBi_2O_4晶粒大小和結(jié)晶程度等方面的影響。并利用XRD、SEM、TEM、UV-vis對樣品的組成、形貌等進行表征。2、首次通過固相球磨法在室溫條件下反應(yīng)2h合成了CuBi_2O_4/MWCNT復(fù)合光催化劑。采用XRD、TEM和UV-vis等對其進行表征。將合成的樣品用于可見光光催化降解甲基橙溶液。通過光催化降解結(jié)果發(fā)現(xiàn):CuBi_2O_4/MWCNT復(fù)合光催化劑的光催化活性高于純CuBi_2O_4的光催化活性,其中MWCNT質(zhì)量分數(shù)為20%CuBi_2O_4/MWCNT復(fù)合光催化劑的光催化活性優(yōu)于其他CuBi_2O_4/MWCNT復(fù)合光催化劑,可見光照射2h后對甲基橙的降解率可達90%。并且進一步探討了CuBi_2O_4/MWCNT復(fù)合光催化劑的光催化活性提高的原因。3、以Fe_3O_4為載體,通過固相球磨法合成了CuBi_2O_4質(zhì)量分數(shù)分別為20%、30%、40%、50%Fe_3O_4/CuBi_2O_4復(fù)合光催化劑。用XRD、SEM、TEM對樣品的組成、結(jié)構(gòu)、形貌進行表征。研究在可見光條件下不同負載量的Fe_3O_4/CuBi_2O_4復(fù)合光催化劑及純CuBi_2O_4對甲基橙溶液光催化降解能力,發(fā)現(xiàn)與純的CuBi_2O_4相比,Fe_3O_4/CuBi_2O_4的光催化性能得到提高。當負載量為40%時,Fe_3O_4/CuBi_2O_4光催化活性最高。進一步從比表面積方面探討了復(fù)合光催化劑光催化性能提高的原因。4、利用CuCl2.2H_2O、ZnSO4.7H_2O、CN2H4S為原料,乙二醇充當溶劑、配位劑、表面活性劑和還原劑,通過簡單的溶劑熱法一步合成ZnS/Cu_2S復(fù)合物。用XRD、SEM、TEM等對樣品的組成、結(jié)構(gòu)、形貌進行表征。通過控制變量法對實驗進行研究,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間以及反應(yīng)物初始濃度等因素均會對ZnS/Cu_2S物相組成、結(jié)晶程度、晶粒大小等造成一定的影響。以甲基橙為目標降解物對樣品進行光催化活性測試,結(jié)果顯示:ZnS/Cu_2S復(fù)合物的光催化活性優(yōu)于單獨的ZnS光催化劑。
【學(xué)位單位】：淮北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：O643.36
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 半導(dǎo)體光催化概述
    1.2 半導(dǎo)體光催化的基本原理
    1.3 半導(dǎo)體光催化的主要應(yīng)用
        1.3.1 廢水處理
        1.3.2 廢氣處理
        1.3.3 抗菌防污
        1.3.4 光解水制氫
    1.4 新型可見光光催化劑的研究
        1.4.1 可見光光催化劑的研究意義
        1.4.2 可見光光催化劑的研究進展
    1.5 目前光催化技術(shù)所面臨的問題及本論文選題思路
    1.6 本論文的研究內(nèi)容
    參考文獻
2O₄納米材料'>第二章 低溫固相法制備CuBi₂O₄納米材料
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 試劑和儀器
2O₄光催劑的制備'>        2.2.2 CuBi₂O₄光催劑的制備
2O₄的表征'>        2.2.3 CuBi₂O₄的表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 透射電子顯微鏡分析
        2.3.3 掃描電子顯微鏡分析
        2.3.4 紫外-可見漫反射光譜分析
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻
2O₄/MWCNT復(fù)合物及其可見光催化性能的研究'>第三章 固相法合成CuBi₂O₄/MWCNT復(fù)合物及其可見光催化性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 試劑和儀器
2O₄/MWCNT光催劑的制備'>        3.2.2 CuBi₂O₄/MWCNT光催劑的制備
        3.2.3 試樣表征
        3.2.4 光催化性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 樣品光催化性能測試
    3.4 光催化降解機理
    3.5 本章小結(jié)
    參考文獻
3O₄/CuBi₂O₄的合成及其可見光催化性能研究'>第四章 復(fù)合磁性Fe₃O₄/CuBi₂O₄的合成及其可見光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 試劑和儀器
3O₄/CuBi₂O₄光催劑的制備'>        4.2.2 Fe₃O₄/CuBi₂O₄光催劑的制備
        4.2.3 試樣表征
        4.2.4 樣品e蠊獯呋閱懿饈

本文編號：2832155