核壳结构tio2sio2fe3o4纳米颗粒的制备表征及其污水处理的分析word格式论文.docxVIP

核壳结构TiO2/SiO2/Fe3O4纳米颗粒的制备表征及其污水处理的研究摘要近年来，采用纳米TiO2作为光催化剂进行氧化降解的研究很多，制约其发展的关键问题是纳米TiO2回收困难。本论文研究的重点是制备便于回收、可重复利用的纳米粒子，并使其具有较高的光催化活性。基于此，我们以纳米Fe3O4 为核，在接近超顺磁性的Fe3O4上包覆TiO2,这样就可以通过磁分离技术回收该磁载光催化剂，从而有效地解决单分散纳米TiO2回收困难的问题。但是，研究表明Fe3O4的加入会在一定程度上影响TiO2对光的吸收从而直接影响到其催化活性。由于SiO2具有阻止粒子团聚、生物相容性好、以及稳定性非常好等特点，我们引入SiO2 作为中间层。本论文以纳米Fe3O4为核心,制备TiO2/SiO2/Fe3O4 复合光催化剂，该复合光催化剂为双层包覆结构，SiO2为中间层，最外层是具有光催化能力的锐钛矿型结构的TiO2。本论文采用高温碳还原法制备Fe3O4磁核，并通过多次实验验证了方法的可重复性。本实验还利用溶胶-凝胶法分别制备出SiO2/Fe3O4 和TiO2/SiO2/Fe3O4颗粒。利用透射电子显微镜（TEM）、X-射线衍射仪（XRD）、震动样品磁强计（VSM）以及比表面积测试仪（BET），紫外-可见吸收光谱仪对颗粒进行表征。通过表征结果确定了制备Fe3O4、SiO2/Fe3O4 以及TiO2/SiO2/Fe3O4颗粒的最优制备方法。通过紫外光和可见光下光催化降解甲基橙、亚甲基蓝溶液确定颗粒在紫外光以及可见光下的光催化性能。另外我们还对颗粒的可回收性进行了研究，结果说明TiO2/SiO2/Fe3O4颗粒具有很好的可回收性。关键词：核壳结构、TiO2/SiO2/Fe3O4颗粒、紫外光催化、可见光催化Photocatalytic Activity and Synthesis Technology of TiO2-SiO2-Fe3O4Nanoparticleswithcore-shellstructureAbstractPresently,theTiO2nanoparticleshavebeenusedasphotocatalyticmaterial.However, thekeyconstraintofthisprogressisthattheTiO2nanoparticlespollutethewaterwhen treatingthewater.Thisresearchisfocusingonsynthesistherecoverablenanoparticleswith highphotocatalyticactivity.ThemainlysuperparamagneticFe3O4coresareintroducedtomakethephotocatalyst TiO2canberecoveredthroughamagneticseparatortechnology.However,theinteraction betweenFe3O4andTiO2willinfluence thecatalytic activityofTiO2.The SiO2wasintroduced asintermediatelayerbecauseofitswellhydrophilicityandhighstability.Therefore,the TiO2-SiO2-Fe3O4functionalparticleswithTiO2functionallayeraresynthesizedinthis paper.TheTiO2/SiO2/Fe3O4functionalparticlesareobtainedthroughcarbonreductionmethodandsol-gelmethod，therepeatableofthismethodhasbeentested.Thebestexperiment parameteroftheFe3O4,SiO2/Fe3O4andTiO2/SiO2/Fe3O4areconfirmedthroughtheresults of TEM,XRD,VSM,BETandUV-Visspectrumcharacterization.Thephotocatalyticactivityof theTiO2/SiO2/Fe3O4particleswastestedthen,andtheparticlesshowedsignificantlyhigh catalyticactivityunderbothUV-lightandvisiblelightirradiation.The recoverablepropertyof theTiO