新型WO3纳米材料的制备及其应用研究

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1、学校代号10532学号S151101006分类号密级硕士学位论文新型WO3纳米材料的制备及其应用研究学位申请人姓名张冰培养单位化学化工学院导师姓名及职称蔡青云教授学科专业化学研究方向纳米功能材料与生物传感论文提交日期2018年5月学校代号：10532学号：S151101006密级：湖南大学硕士学位论文新型WO3纳米材料的制备及其应用研究学位申请人姓名：张冰导师姓名及职称：蔡青云教授培养单位：化学化工学院专业名称：化学论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年5月答辩委员会主席：胡家文教授PreparationandApplicationsofNovelWO3Nano

2、materialsByZHANGBingB.S.(XiangtanUniversity)2015AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofScienceinAnalyticalChemistryintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCAIQingyunJune,2018√硕士学位论文摘要染料是社会各行业中不可缺少的必要物质，也是一些污染严重的废水的主要组成成分，对人体的健康和生物的正常

3、生长造成极大的威胁。因此，发展灵敏、准确的染料分子的检测方法和高效率的去除废水中染料分子的工艺对于环境保护和生物学研究具有重要意义。在本论文中，设计制备了新型的WO3复合纳米材料，利用其独特的结构和优越的性能，结合表面增强拉曼技术，开展了对染料的高效率去除与灵敏检测的研究工作。具体内容如下：（1）新型WO3/TiO2纳米材料的制备及其对染料分子的吸附研究。通过水热法，以TiO2纳米管为基底，制备出WO3/TiO2异质结构，并获得WO3纳米花材料。同时研究了WO3纳米花材料对水体中孔雀石绿的吸附效果。通过探究吸附平衡时间、离子强度、孔雀石绿初始浓度、pH以及强酸再生等因素对吸附

4、性能的影响，选择出WO3纳米材料处理孔雀石绿的最佳条件。实验结果表明，当pH=7.0，吸附时间为2h，孔雀石绿初始浓度为90mg·L时，WO3纳米花对孔雀石绿的吸附效果可达到311.25mg·g。通过建立吸附动力学、吸附等温线等模型研究了WO3纳米花对孔雀石绿的吸附机理。结果表明：Langmuir吸附等温线模型可以很好的描述WO3纳米花对孔雀石绿的吸附平衡过程；WO3纳米花对孔雀石绿的吸附过程符合准二级动力学模型（第二章）。（2）Au/WO3/TiO2纳米片对染料分子的SERS检测研究。由于WO3纳米花的特殊结构，材料表面有大量的花瓣折痕，在这些折痕中电沉积Au纳米粒子构成表

5、面局部等离子体域，产生拉曼增强效应。该基底的拉曼增强因子达到3.6×106。同一基底上的点与点以及不同基底之间的SERS强度变化误差小于15％，具有很好的重现性。Au/WO3/TiO2基底可保存至少50天不变性。通过对实际样品中的染料进行分析，回收率为94.33-115.6％，表明该Au/WO3/TiO2基底可用于环境中有机污染物的拉曼增强分析。（第三章）关键词：染料；WO3纳米材料；吸附；孔雀石绿；表面增强拉曼II新型WO3纳米材料的制备及其应用研究AbstractDyesareindispensablematerialsindifferentindustriesofsoc

6、iety,aswellasthemaincomponentsofoneofthemostpollutedwastewaters.Itwillposeaseriousthreattohumanhealthandnormalbiologicalgrowth.Therefore,thedevelopmentofsensitiveandaccuratedetectionmethodsfordyemoleculesandthehighlyefficientremovaloftheminwastewaterareofgreatsignificanceforenvironmentalpro

7、tectionandbiologicalresearch.Inthisdissertation,novelWO3nanocompositeswerestudied.Duetotheiruniquestructureandsuperiorperformance,combinedwithsurface-enhancedRamanspectroscopy,theresearchontheremovalandsensitivedetectionofdyeswascarriedout.Thedetailsares