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《氧化镁基光催化材料的制备及对有机染料降解性能研究.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、氧化镁基光催化材料的制备及对有机染料降解性能研究有机染料废水由于具有毒性高、生物累积性强等特点,对公众健康和生态环境造成了严重危害。目前已有许多方法用于有机染料废水的处理,其中包括生物降解法、物理降解法和化学处理法等。在诸多方法中,传统物理吸附法对水溶液中有机染料的去除表现出超高性能,但是该方法需繁琐的步骤用于有机染料吸附后材料的处理和再生。光催化降解法由于具有操作简单、价格低廉、绿色环保等诸多优点,近年来引起了人们广泛关注。催化剂作为光催化降解的核心,其性能直接关系着有机染料的降解效率。为此发展制备方法简
2、单、耗资少、催化降解效率高、可多次重复利用的催化剂,对于有机染料的光催化降解具有重要的意义。本论文通过简单的共沉淀法制备出系列高性能MgO基光催化剂,利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、氮气物理吸附等技术详细表征了催化剂的物理化学性质及生成过程,系统考察了高温焙烧过程MgO前驱体在马弗炉中放置位置对生成产物性能的影响,深入研究了玫瑰花状MgO和类球形Mg0.8Zn0.2O复合氧化物微米颗粒在紫外光与可见光条件对水溶液中多种有机染料的降解性能,并对相应的催化机理进行了
3、剖析。具体研究内容包括:（1）以和Na2CO3为原料,Na2SiO3为无机添加剂,通过共沉淀反应制备出不含与含有微量Na2SiO3的MgO前驱体,通过对其在高温焙烧过程马弗炉放置位置的详细考察,发现制备出MgO对有机染料的吸附性能极大地依赖于其在马弗炉焙烧过程中的不同放置点的温度。对于不含Na2SiO3的体系,制备出MgO的吸附性能随
4、着在马弗炉中不同放置点的温度变化,其对有机染料刚果红的吸附性能呈现出不同的变化趋势;对于含有Na2SiO3的体系,将MgO的前驱体放置在马弗炉温度较低的出口焙烧时,制备出产物对刚果红的吸附性能最强,而放置在马弗炉温度较高的中间位置点所得MgO的性能最差。通过对马弗炉内部实际温度的测定,发现对于不含Na2SiO3的体系,所得MgO的吸附性能与马弗炉内部的实际温度密切相关,温度越高,吸附性能越强;而对于含有Na2<
5、/sub>SiO3的体系,所得MgO的吸附性能与马弗炉内部温度没有直接的相关性。通过MgO物理化学性质的表征,发现对于含有Na2SiO3的体系,所得MgO的吸附性能与其表面碱性密切相关,表面碱性越强,其对刚果红的吸附性能越强;而对于不含Na2SiO3的体系,所得MgO的吸附性能与其表面碱性没有直接的相关性。FT-IR光谱研究结果表明,对于不含Na2SiO3
6、的MgO体系,随着焙烧温度的改变,MgO的吸附性能与其表面CO32-的伸缩振动强度密切相关,该吸收振动峰越强,MgO对刚果红的吸附性能越差;相反,对于含有Na2SiO3的MgO体系,不同焙烧温度所得MgO的吸附强度极大依赖于其表面吸附水的O-H伸缩振动和表面吸附CO32-的伸缩振动强度,这些吸收振动峰越强,MgO对有机染料刚果红的吸附性能也越强。（2）以Mg（NO3）2和Na<
7、sub>2CO3为原料,在70oC条件下通过共沉淀反应制备出对有机染料具有高效催化效果的玫瑰花状MgO微米颗粒,详细研究了MgO前驱体形貌和组成的演变规律,发现反应起始阶段,产物易于生成聚合物或棒状颗粒,其结构最简式为xMgCO3·yH2O（x=0.750.77,y=1.871.96）;由于如上结构的热不稳定性,它们会进一步转化为玫瑰花状颗粒,其组成为xMgCO3·yMg（OH）8、>2·zH2O（x=0.840.86,y=0.130.23,z=0.771.15）。通过对玫瑰花状MgO光催化性能的研究,发现该材料作为光催化剂,在紫外光的照射下,可将浓度为100mgL-1的不同有机染料如亚甲基蓝、刚果红、百里酚蓝、溴百里酚蓝和铬黑T在90min内降解为无色,其性能不仅优于新
