燃燒法合成無定形氧化鋁基納米材料及其可見光催化活性研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展和工業(yè)化與城市化率的不斷增加，環(huán)境污染問題日益嚴重。與傳統(tǒng)的有機污染物處理方法相比，光催化技術(shù)是一種綠色氧化技術(shù)，以其處理成本低、環(huán)境友好、可持續(xù)使用等優(yōu)點，在治理環(huán)境污染方面有著廣闊的應(yīng)用前景。但是，目前所用光催化劑多為紫外光活性、制備方法復(fù)雜或者成本較高，開發(fā)易合成、低成本的高效可見光催化劑已成為光催化研究中的熱點及難點問題。
　　 本文利用溶液燃燒法合成了一種含有無定形組分的MgAl2O4納米粉體

2、光催化劑。通過XRD、BET、TEM、SEM、DRS、XPS等方法對催化劑進行了表征。結(jié)果表明，用燃燒法制備的含有一定無定形組分的樣品在可見光區(qū)有良好的吸收性能，主要是由于無定形組分的Al-O鍵鍵長縮短，降低了禁帶寬度;而結(jié)晶狀況良好的樣品則在200-800nm范圍內(nèi)對光沒有吸收。另外在高溫燃燒過程中，燃料中的N原子取代了晶格中的氧原子，進一步提高了催化劑的可見光吸收能力。當樣品的結(jié)晶度為45.6％時，光催化活性最高，可見光照100mi

3、n對次甲基藍的降解率為99.5％，一級反應(yīng)動力學的反應(yīng)速率常數(shù)為0.0491min-1。原因在于適當?shù)木w含量提高了光生電子-空穴的分離效率。
　　 進一步研究發(fā)現(xiàn)，無定形Al2O3具有紫外光催化活性。基于無定形組分Al-O鍵鍵長縮短的原理，利用反向載體技術(shù)合成了Al2O3負載P25 TiO2異質(zhì)結(jié)材料。研究表明，燃燒時N元素摻入TiO2中，使其光吸收帶邊紅移;載體燃燒方法使復(fù)合材料具有較高的比表面積;無定形Al2O3中的缺陷位

4、能夠有效地轉(zhuǎn)移TiO2中的光生電子、促進光生電子-空穴的有效分離?？疾炝薃l2O3與TiO2之間的比例以及pH等因素對其光催化活性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Al2O3與TiO2的比例為1∶1.5、pH=9.95時，樣品可見光催化降解甲基橙表現(xiàn)出的活性最高。并結(jié)合自由基捕獲劑實驗，提出了N-TiO2/Al2O3異質(zhì)結(jié)材料的光催化機理。
　　 通過簡易的超聲分散法合成了一種具有較高可見光催化活性的g-C3N4/Al2O3異質(zhì)結(jié)材料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)A