三元铝基复合氧化物光催化剂的制备及其活性研究

《三元铝基复合氧化物光催化剂的制备及其活性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：Ｏ６４３．３密级：公开ＵＤＣ：６６１学校代码：１００８２ＨＥＢＥＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文三元铝基复合氧化物光催化剂的制备及其活性研究、论文作者：钱鑫指导教师：任杰教授副指导教师：李发堂教授企业指导教师：谢红高级工程师申请学位类别：工程硕士、领域学科：化学工程所在单位：理学院答辩日期：２０１８年５月河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人

2、祁集体，均已在文中以明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：指导教师签名：＞咯年６月６「丨年月曰（（河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论ｉ作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅Ｂ本人搜权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。口保密，在年解密

3、后适用本授权书。＿＿本学位论文属子ｄ不保密？。“”ｃ请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导教师签名：２〇年６月＜曰＞丨史年曰ｌｇ《月（ClassifiedIndex：O643.3SecrecyRate：PublicizedUDC：661UniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeSynthesisofTernaryAlumina-basedComplexOxidePhotocatalystsandTheirPho

4、tocatalyticPerformanceCandidate：XinQianSupervisor:Prof.JieRenAssociateSupervisor：Prof.Fa-tangLiEnterpriseSupervisor:SeniorEngi.HongXieAcademicDegreeApppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringEmployer：CollegeofScienceDateofOralExamination:May,2018摘要摘要随着全球工业化的迅猛发展，所造成的环境污染问题也日

5、趋严重。半导体光催化技术是解决能源和环境危机的有效策略，它利用光照条件下催化剂能够产生的光生电子和空穴实现污染的消除或能源的产生。为了实现光催化技术在大规模工业上的应用，应用地壳表面丰富的元素制备低价格的光催化剂是一个关键步骤。以地壳含量丰富的铝和镁为原料制备的镁铝水滑石（MgAl-LDHs），因其禁带宽度大，不能转移自由电子，限制了其在催化领域的应用。考虑到镁铝水滑石为层状结构，表面有大量的氧暴露。又通过研究发现构建表面氧空位能够有效缩短材料的本征禁带宽度，增强对光的吸收。因此，本文通过水热法合成出具有表面氧空位的镁铝水滑石。采用XRD、SEM、TEM、DRS、PL、BET等手

6、段对材料进行了表征，并通过在模拟太阳光下降解无色苯酚溶液确定用硝酸铝、硝酸镁、氢氧化钠和碳酸钠制备的材料的光催化活性最高，这是归因于其表面含有丰富的氧空位，能使原本因为禁带宽度大而无法跃迁的价带电子，通过中间能级跃迁到导带上，有效的转移光生电子，增强对光的利用率。单一的镁铝水滑石（MgAl-LDHs）对太阳光的利用率低，为了促进半导体对光的吸收，增强光生载流子的分离效率。构筑异质结是很好的选择。本文通过一步水热法构筑CoAl-LDHs/MgAl-LDHs异质结，改善MgAl-LDHs对光响应范围窄这一主要缺点，使其在紫外-可见区域有了明显的光吸收。由于MgAl-LDHs具有缺陷，

7、能够有效的转移CoAl-LDHs产生的光生电子，提高光生电子-空穴对的分离效率。通过光催化降解苯酚，发现异质结的光催化活性要比单一物质的高。进一步探究发现，镁铝水滑石（MgAl-LDHs）经过不同温度煅烧，形成含有无定形成分的镁铝尖晶石(MgAl2O4)。理论计算表明，纯MgAl2O4晶体的禁带宽度为7.505eV，价带的顶主要由Mg-p和O-p杂化形成，而导带底主要来源于Mg-s/p和O-s/p。UV-visDRS结果显示，含无定形成分的MgAl2O4可吸收紫外光，其带隙为3.