太陽能光催化劑的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、近幾年，光催化已經(jīng)成為光化學(xué)反應(yīng)的一個(gè)前沿領(lǐng)域，在處理各種生物難降解有機(jī)廢水方面有很廣闊的應(yīng)用前景。如何制備能響應(yīng)于太陽光的光催化劑和如何推廣其實(shí)際應(yīng)用成為了當(dāng)今光催化研究的主攻方向。當(dāng)前研究主要集中在以下兩個(gè)方面：一、探索高比表面積光催化材料的合成方法，提高光催化劑對廢水中污染物的吸附能力，從而提高光催化材料對廢水中污染物的光催化降解能力。二、選擇合適的且能響應(yīng)于太陽光的光催化材料，為光催化氧化的實(shí)際應(yīng)用化提供可能。 以下是每

2、一部分的具體內(nèi)容： 第一章概述了光催化氧化對廢水污染物的降解機(jī)理、特點(diǎn)以及應(yīng)用范圍，并介紹了TiO<,2>作為光催化材料的研究現(xiàn)狀及其弊端，以及響應(yīng)于太陽光的光催化劑作為潛在光催化劑的優(yōu)勢。最后提出了自己對光催化氧化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用化的設(shè)想和方法。 第二章在聚乙二醇/環(huán)己烷/水的水包油(O/W)乳濁液體系中，成功地合成了80-120 nm的CdS納米空心球，通過XRD，SEM，TEM和UV-Vis等測試手段對該光催化劑進(jìn)行

3、了表征。本文還對其形成機(jī)理進(jìn)行了初步探討。并以亞甲基蘭溶液為模擬染料廢水，以太陽光為光源，研究了其光催化活性。結(jié)果表明，僅60 min亞甲基蘭就幾乎完全被光催化降解。 第三章是利用檸檬酸絡(luò)合法和固相法來制備光催化劑SrCoO<,x>。通過XRD分析，確定合成的SrCoO<,x>粉體具有六方晶體結(jié)構(gòu)。根據(jù)樣品SrCoO<,x>的紫外漫反射分析，確定其具有良好的光吸收特性。并以堿性臧花紅溶液為模擬染料廢水，以太陽為光源，研究了其光催

4、化活性。結(jié)果表明發(fā)現(xiàn)檸檬酸絡(luò)合法比固相研磨法所制備的SrCoO<,x>光催化活性好，光照僅4.5 h，染料降解率就達(dá)95.2％。 第四章分為三部分： 1.本節(jié)采用高溫固相煅燒的方法制備了Bi<,38>ZnO<,58>光催化納米材料。用紫外-可見分光光度計(jì)對該光催化劑的光吸收特性進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)Bi<,38>ZnO<,58>光催化劑在紫外光區(qū)和可見光區(qū)均有較強(qiáng)的光吸收特性。本實(shí)驗(yàn)以亞甲基蘭溶液作為被降解物質(zhì)，以太陽光為光源來

5、研究該催化劑的光催化活性。測試結(jié)果表明，Bi<,38>ZnO<,58>光催化劑對亞甲基蘭溶液具有較強(qiáng)的光催化降解性能，4h就可將亞甲基蘭近乎完全催化降解。而且此光催化劑也可被循環(huán)使用，循環(huán)使用5次后，Bi<,38>ZnO<,58>樣品的晶體結(jié)構(gòu)基本沒變，其光催化效率仍保持在98％以上，顯示出該催化劑具有良好的穩(wěn)定性。 2．本節(jié)在聚乙二醇/環(huán)己烷/水的乳液體系中，在超聲條件下制備了磚形BiV04微米棒光催化材料，并通過XRD、S

6、EM、TEM和UV-Vis等測試手段對該光催化劑進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，用該法制備的由BiVO<,4>納米粒子構(gòu)成的磚形微米棒光催化材料，在紫外和可見光區(qū)均有較強(qiáng)的光吸收性能。并對其形成機(jī)理進(jìn)行了初步探討。以亞甲基蘭作為被降解物質(zhì)，在太陽光照射下來研究其光催化活性，發(fā)現(xiàn)BiVO<,4>對亞甲基蘭有較強(qiáng)的降解作用，60 min就可將亞甲基蘭近乎完全的光催化降解，這使得該光催化劑具有了廣闊的應(yīng)用前景。 3．本節(jié)采用固相法制備了Bi<,