杂多酸复合光催化剂的制备、表征及应用研究.pdfVIP

中文摘要 中文摘要 众多研究表明，半导体 TiO2 光催化能使许多有机物发生降解或彻底分解。 因此，该技术在环境污染控制领域具有潜在的巨大经济和社会效益。但是，TiO2 光催化剂本身的量子效率较低，难以满足大规模实际应用的要求。如何提高光生 载流子的分离效率，实现光催化剂对可见光的响应，开拓光催化剂更广泛的应用 领域，是研究者们追求的目标。 本论文共分为两部分，主要包括以下内容： 第一部分 半导体及杂多酸光催化剂研究进展 系统回顾了 TiO ，杂多酸及导电聚合物光催化材料的发展状况及存在的问 2 题，全面阐述了纳米光催化原理、光催化活性的影响因素、结构与性能的关系、 材料改性等方面的研究进展情况。 第二部分 实验研究 1. 以(NH ) S O 为氧化剂，运用化学氧化法在纳米 TiO 颗粒表面包覆聚苯 4 2 2 8 2 胺薄膜，然后通过静电自组装方法简单快捷地制备了一种新型的复合光催化剂 PMo /PANI/TiO ，应用 FT-IR 、XPS 、SEM 技术对光催化剂进行了表征。在高 12 2 压汞灯照射下利用该光催化剂降解了七种有机染料。研究表明该光催化剂对偶氮 类染料铬蓝黑 R ，荧光类染料罗丹明 B 、吖啶红 3B 和吖啶黄 G，杂多芳环类染 料亚甲基蓝和硫堇，三苯甲烷类染料碱性品红等七种有机染料的紫外光降解反应 具有很高的催化活性，在不同的降解时间内，七种染料的降解率均超过 90 %， 特别是罗丹明 B 和吖啶黄 G，30 min 内降解率达到98.82 % 。降解反应符合一级 动力学方程和 Langmuir–Hinshelwood 动力学模型。同时，对实际染料废水进行 了降解，也取得了较好的效果。 2. 运用类似的方法制得了复合光催化剂 PW /PANI/TiO ，并通过 FT-IR 、 12 2 XPS 、XRD 和 SEM 等技术手段对光催化剂进行了表征，同时利用甲基橙的降解 实验对催化剂的光催化性能进行了评价。结果表明，该光催化剂具有很高的催化 活性，90 min 内对甲基橙的脱色率达到98 % 以上，降解反应符合一级动力学方 程和 Langmuir–Hinshelwood 动力学模型。 3. 采用溶胶-凝胶法制得光催化剂 PMo /SiO 和 PW /SiO ，运用 FT-IR ， 12 2 12 2 UV-Vis-DRS ，TG 等表征手段对该光催化剂的结构，光谱性质及热稳定性进行了 导师：杨武教授 高锦章教授 专业：分析化学 I 硕士研究生：张爱菊 研究方向：纳米材料的制备与表征 中文摘要 分析，考查了对甲基橙的太阳光光催化降解反应的催化作用。结果表明，降解反 应符合一级反应动力学方程。PW /SiO 的催化活性高于 PMo /SiO ，与相应杂 12 2 12 2 多酸的酸性强弱成正相关。 关键词：光催化；二氧化钛；杂多酸；聚苯胺；表面改性；降解；有机染料 导师：杨武教授 高锦章教授 专业：分析化学 II 硕士研究生：张爱菊