本文關鍵詞：改性CuFe_2O_4的制備及其光催化性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：尖晶石型鐵氧體是一種最近受到重視的半導體類材料，當處于可光激發(fā)的狀態(tài)下，它能夠對有機污染物進行催化降解。但是作為單獨的催化劑來降解有機污染物其效率很低。因此，為提高其光催化活性，本文采用摻雜以及復合半導體的方法來提高鐵氧體的光催化性能。 采用溶膠-凝膠法合成CuFe2O4、CaxCu1-xFe2O4(x=0.1-0.5)的系列樣品。通過XRD進行表征，結果顯示Ca2+摻雜后的樣品與標準卡片PDF34-425的對比是一致的，這說明樣品的晶體結構并沒有隨著Ca2+的加入而改變。通過SEM的表征，可以看到隨著Ca2+摻雜含量的增多將會使得CuFe2O4的形貌由顆粒狀向多片層而改變；光催化實驗結果顯示，所有的摻雜樣品的光催化性能均大于未摻雜的CuFe2O4的純樣品，當Ca2+的摻雜量為0.5時，酸性品紅的脫色率最高可超過60%。 通過溶膠-凝膠法制備出不同復合比例的TiO2/CuFe2O4復合光催化劑，XRD研究表明：樣品的衍射峰與與標準PDF卡片34-425以及標準PDF卡片21-1272對比一致。SEM觀察顯示：TiO2顆粒與鐵氧體顆粒均勻地分布在一起，，且隨著TiO2復合比列的升高，TiO2顆粒相對應的在SEM圖上會增多。隨后測試了不同復合比例的TiO2/CuFe2O4光催化活性，發(fā)現(xiàn)：當TiO2的質量分數(shù)占整個催化劑質量的40%的時候，光催化劑的催化活性達到了一個最高值(其值可達89.16%)。運用響應曲面法對選擇出的TiO2/CuFe2O4復合光催化劑進行了光催化性能的綜合研究，最后得到光催化體系下的各個因素的最優(yōu)值：酸性品紅濃度為15mg/L，光照時間為130min，催化劑用量為330mg，pH為3.7。 通過水熱法制備出不同復合比例的FeS2/CuFe2O4復合光催化劑，XRD研究表明：樣品的衍射峰與標準PDF卡片34-425以及標準PDF卡片42-1340對比一致，可知實驗中制得FeS2為黃鐵礦型結構。SEM觀察顯示：FeS2顆粒與鐵氧體顆粒均勻地分布在一起，在SEM圖上FeS2顆粒會隨著復合含量的升高而增多。隨后測試了不同復合比例的FeS2/CuFe2O4光催化活性。從實驗結果中可得如下結論：當FeS2的質量分數(shù)占整個催化劑質量的30%的時候，光催化劑的催化活性達到了一個最高值(其值可達90.25%)。運用響應曲面法對選擇出的FeS2/CuFe2O4復合光催化劑進行了光催化性能的綜合研究，最后得到光催化體系下的各個因素的最優(yōu)值：酸性品紅濃度為12mg/L，光照時間為43min，催化劑用量為280mg，pH為6.4。
【關鍵詞】：鐵氧體 摻雜 光催化 復合
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 課題研究的背景12
• 1.2 光催化的發(fā)展12-13
• 1.3 尖晶石型鐵氧體13-15
• 1.3.1 尖晶石型鐵氧體的結構13-15
• 1.3.2 尖晶石型鐵氧體材料15
• 1.4 本課題的研究意義與研究內容15-17
• 1.4.1 研究意義15-16
• 1.4.2 研究內容16-17
• 第2章 實驗方法與樣品表征17-24
• 2.1 實驗原料與儀器設備17-18
• 2.1.1 實驗主要原料17-18
• 2.1.2 實驗主要的儀器設備18
• 2.2 銅鐵氧體及其摻雜樣品的制備18-20
• 2.3 復合光催化劑材料的制備20-21
• 2.3.1 溶膠-凝膠法制備 TiO_2/CuFe_2O_4復合光催化劑20
• 2.3.2 水熱法制備 FeS_2/CuFe_2O_4復合光催化劑20-21
• 2.4 樣品表征21-23
• 2.4.1 X 射線衍射(XRD)21
• 2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)21-22
• 2.4.3 光催化活性分析22-23
• 2.4.4 RSM 優(yōu)化實驗設計23
• 2.5 本章小結23-24
• 第3章 CuFe_2O_4及 Ca_xCu_(1-x)Fe_2O_4(x=0.1-0.5)的光催化性能研究24-34
• 3.1 引言24
• 3.2 尖晶石型鐵氧體的表征24-27
• 3.2.1 物相分析24-26
• 3.2.2 形貌分析26
• 3.2.3 光催化活性分析26-27
• 3.3 Ca2+摻雜對尖晶石型 CuFe_2O_4光催化性能的影響27-33
• 3.3.1 物相分析27-28
• 3.3.2 形貌分析28-30
• 3.3.3 光催化活性分析30-33
• 3.4 本章小結33-34
• 第4章 TiO_2/CuFe_2O_4復合材料表征及光催化體系的 RSM 優(yōu)化34-51
• 4.1 引言34
• 4.2 TiO_2/CuFe_2O_4復合光催化劑表征34-38
• 4.2.1 物相分析34-35
• 4.2.2 SEM-EDS 分析35-37
• 4.2.3 光催化活性分析37-38
• 4.3 TiO_2/CuFe_2O_4復合光催化劑光催化體系的 RSM 優(yōu)化38-42
• 4.3.1 實驗設計38
• 4.3.2 單因素實驗結果與討論38-42
• 4.4 響應曲面的設計與結果討論42-50
• 4.4.1 RSM 實驗設計42-45
• 4.4.2 RSM 優(yōu)化的顯著性分析45-46
• 4.4.3 響應曲面分析優(yōu)化46-50
• 4.4.4 驗證實驗50
• 4.5 本章小結50-51
• 第5章 FeS_2/CuFe_2O_4復合材料表征及光催化體系的 RSM 優(yōu)化51-71
• 5.1 引言51
• 5.2 FeS_2的表征51-53
• 5.2.1 物相分析51-52
• 5.2.2 SEM-EDS52-53
• 5.3 FeS_2/CuFe_2O_4復合材料的表征53-58
• 5.3.1 物相分析53-54
• 5.3.2 SEM-EDS 分析54-57
• 5.3.3 光催化活性分析57-58
• 5.4 FeS_2/CuFe_2O_4復合光催化劑光催化體系的 RSM 優(yōu)化58-62
• 5.4.1 實驗設計58-59
• 5.4.2 單因素實驗結果與討論59-62
• 5.5 響應曲面法設計結果與討論62-70
• 5.5.1 RSM 實驗設計62-64
• 5.5.2 RSM 優(yōu)化的顯著性分析64-66
• 5.5.3 響應曲面分析優(yōu)化66-70
• 5.5.4 驗證實驗70
• 5.6 本章小結70-71
• 結論71-73
• 參考文獻73-78
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術論文78-79
• 致謝79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 林家敏;謝吉民;呂曉萌;朱建軍;張明;;CuFe_2O_4納米粉體的制備及其可見光催化性能[J];環(huán)境科學與技術;2008年11期

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  本文關鍵詞：改性CuFe_2O_4的制備及其光催化性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：333364