納米鈦酸鍶改性材料的制備及其可見光降解四環(huán)素性能研究.pdf

1、近年來四環(huán)素(TC)在農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的使用越來越頻繁，然而過量的TC很難通過人體或者微生物進(jìn)行代謝、降解，最終帶來多抗性細(xì)菌菌株的出現(xiàn)，而這些菌株是不能利用已有的藥物來治療，殘留在水環(huán)境和土壤環(huán)境中的TC已經(jīng)對(duì)人類具有很大的威脅，因此含TC廢水的處理已經(jīng)引起越來越來多的關(guān)注。光催化具有能耗低、操作簡(jiǎn)便并且能夠高效的去除TC等優(yōu)勢(shì)，而成為現(xiàn)今最有力的去除TC的手段之一。近年來，已經(jīng)有許多的催化劑被廣泛用于光催化降解四環(huán)素，如: TiO2，Z

2、nO和SrTiO3等。但它們中的大多數(shù)都是紫外光響應(yīng)的催化劑，這一缺點(diǎn)嚴(yán)重地抑制了它們?cè)诠獯呋I(lǐng)域的應(yīng)用。因此，能夠高效降解四環(huán)素的新型可見光響應(yīng)的光催化劑仍然需求量很大。
　　鈦酸鍶(SrTiO3)因具有耐光性、無毒、化學(xué)穩(wěn)定性高、成本低和光催化活性優(yōu)良等特點(diǎn)，而作為首選的光催化劑。但是由于SrTiO3是紫外光響應(yīng)的催化劑，這一缺陷嚴(yán)重的抑制了它在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用，因此本文以SrTiO3為基底催化劑，通過金屬離子摻雜、窄帶隙物質(zhì)

3、負(fù)載對(duì)其進(jìn)行改性，并探討了其對(duì)四環(huán)素污染物的降解機(jī)理。
　　具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)鈦酸四正丁酯、乙二醇、硝酸鍶和氫氧化鈉為原料，水熱制備出納米級(jí)別的SrTiO3催化劑，并在溶劑熱制備過程中加入硝酸鐵制備出鐵摻雜的SrTiO3(Fe-SrTiO3)。通過X射線電子衍射(XRD)、多功能成像電子能譜儀(XPS)、掃描電子顯微鏡(SEM)、電子能譜儀(EDX)和固體紫外可見分光光度計(jì)(UV-vis)對(duì)純SrTiO3和Fe-

4、SrTiO3進(jìn)行物相和結(jié)構(gòu)、形貌、元素特征還有光吸收和反射的性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試。以四環(huán)素為目標(biāo)污染物，來探討所制備樣品Fe-SrTiO3的光催化性能。Fe-SrTiO3:0.03光催化劑光催化活性最高，80 min后TC的降解率達(dá)71.6％。
　　(2)以二氧化鈦、硝酸鍶和氫氧化鉀為原料，通過操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好的水熱方法得到SrTiO3催化劑，隨后通過靜電紡絲工藝制備出納米SrTiO3立方塊和納米Fe2O3納米線復(fù)合物的SrTiO3/

5、Fe2O3納米線。通過XRD，XPS，SEM，EDX和UV-vis對(duì)純SrTiO3和SrTiO3/Fe2O3納米線進(jìn)行物相和結(jié)構(gòu)、形貌、元素特征還有光吸收和反射的性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試。以四環(huán)素為目標(biāo)污染物，來探討所制備得到樣品SrTiO3/Fe2O3納米線的光催化性能。研究表明，當(dāng)復(fù)合在Fe2O3上的SrTiO3大致為0.34g時(shí)，0.34-SrTiO3/Fe2O3的光催化活性最高，140 min后TC的降解率達(dá)82.7％。
　　(3)

6、以二氧化鈦、硝酸鍶和氫氧化鉀為原料，通過簡(jiǎn)單操作、環(huán)境友好的水熱法技術(shù)得到SrTiO3催化劑，隨后通過沉積-沉淀法第一次成功地合成了Cu2O/SrTiO3異質(zhì)結(jié)。通過XRD，XPS，SEM，EDX和UV-vis對(duì)純SrTiO3和Cu2O/SrTiO3異質(zhì)結(jié)進(jìn)行物相和結(jié)構(gòu)、形貌、元素特征還有光吸收和反射的性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試。以四環(huán)素為目標(biāo)污染物，來探討所制備得到樣品Cu2O/SrTiO3的光催化性能。結(jié)果證實(shí)，當(dāng)復(fù)合在SrTiO3納米立方塊上

7、的Cu2O納米粒子的質(zhì)量為9％時(shí)，9％-Cu2O/SrTiO3異質(zhì)結(jié)的光催化活性最高，100min后TC的降解率達(dá)77.65％。
　　(4)以二氧化鈦、硝酸鍶和氫氧化鉀原料，微波法制備出納米級(jí)別的SrTiO3催化劑，隨后通過微波法成功地合成了SrTiO3/Bi2O3異質(zhì)結(jié)。XRD，XPS，SEM，EDX和UV-vis對(duì)純SrTiO3和SrTiO3/Bi2O3異質(zhì)結(jié)進(jìn)行物相、結(jié)構(gòu)、形貌、元素特征及光吸收性質(zhì)等測(cè)試。以四環(huán)素為目標(biāo)污染