半导体纳米复合光催化剂的制备与性能研究.pdf

《半导体纳米复合光催化剂的制备与性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、SynthesisandPropertiesofSemiconductorNancompositePhotocatalystsThisthesissubmittedtoZhejiangNormalUniversityforthedegreeofMasterofSciencebyHuanhuanQianSupervisedbyProf．YongHuZhejiangKeyLaboratoryforReactiveChemistryonSolidSurfaces．InstituteofPhysicalChemistry,ZhejiangNormalUniversityMa

2、y2012IIIIlUlIIIIIIII[IIIHIIY2194422半导体纳米复合光催化剂的制备与性能研究摘要随着科技的进步和工业的迅速发展，水环境污染也日益加剧，这己成为一个亟待解决的全球性问题。尤其是各种各样的有机染料废水，不但对环境、人体有害，而且大多数污染物在自然条件下或通过传统的微生物处理、物理、化学方法很难降解，这就要求我们对这种难降解有机物的处理寻求一种行之有效的方法。近些年新发展起来的半导体光催化氧化水处理技术为解决这一难题提供了一种行之有效的方法。半导体光催化氧化技术是一种展新的环境友好型污水处理技术，在常温常压条件下就能使很多难以降解的有机物质

3、完全矿化为C02、H20等无害物质，不会产生二次污染，这就使得它在环境保护、卫生保健、新能源、新功能材料开发等方面具有广阔的应用前景，并具有重大经济效益和社会效益。半导体纳米复合材料作为一类高活性的光催化剂在有机物降解及废水处理等方面具有极其重要的应用价值。本文围绕不同纳米复合材料的制备及其性能研究展开工作，着重研究了无机纳米材料及其复合材料光催化降解有机污染物的性能。本文的主要研究内容包括以下几个方面：1．微波辅助原位硫化合成ZnO／ZnS核一壳结构及其光催化性能研究本章采用微波辅助原位硫化ZnO表面合成ZnO／ZnS核．壳结构。这是一个简单快速的反应，在400W

4、的功率下，硫原位取代生成的ZnS沉积在ZnO表面，通过控制硫代乙酰胺的量可以控制壳层ZnS粒径大小和厚度。水热合成的ZnO表面有很多氧离子缺陷，在621nlll处发出强的黄光，并且发光强度随着壳层ZnS的增加逐渐减弱，这表明ZnO／ZnS复合材料中载流子分布发生转移。光催化性能测试表明这些复合材料在可见光照射下表现出较ZnO更优越的光催化性能。2．低温合成碳纳米管爪02复合材料及其光催化性能研究在本章节中，我们采用一种简便的低温沉淀合成方法，将Ti02纳米颗粒成功的负载在碳纳米管表面。这种方法只需硫酸钛盐与碳纳米管为原料，在碱性溶液60"(2T反应6h。此外，Ti0

5、2纳米晶也采用同样的方法合成。光催化性能测试表明这些复合材料在可见光照射下表现出较Ti02更优越的光催化性能。3．静电自组装合成炭球／Ti02复合材料及Cr(VI)吸附性能研究通过快速的静电自组装方法将Ti02均匀地沉积到炭球表面。炭球的表面电荷自发的促进Ti02自组装，均匀地沉积到炭球表面，并且不用添加额外的表面活性剂。合成的C／Ti02复合结构不仅降低了Ti02纳米粒子的团聚，而且还提高了回收利用率，便于循环使用。合成的C／Ti02复合材料表现出很好的Cr(VI)吸附能力，是商业Ti02纳米晶(P25)的3．6倍。文中也系统的研究了pH值对吸附能力的影响。4．磁

6、性可回收Fe304／C／Ti02三明治结构复合材料的合成及其光催化性能研究采用静电自组装法制备了Fe30jC／Ti02三明治结构复合材料。首先，将Fe304纳米球和葡萄糖在水热炭化成功合成了Fe304／C核．壳结构，炭层的厚度10nlTl左右。然后，采用静电自组装法将Ti02负载在三明治结构上。此复合材料在紫外光照射下可有效降解有机污染物，并且可循环使用，为光催化剂的回收提供了一种快捷的方法。这种新的合成方法还可以进一步推广用来合成其它的复合光催化剂。关键词：半导体纳米复合物；光催化降解；微波辅助法；静电自组装SYNTHESISANDPROPERTIESOFSEMI

7、CONDUCTORNANOCoMPOSITEPHOTOCATALYSTSABSTRACTWiththedevelopmentoftechnologyandindustry,thewaterenvironmentpollutionbecomesaglobalproblemtobesolved．Wastewatercontainingmanykindsoforganicdye，whichnotonlyisharmtoenvironmentandhumanbody,butalsoisdifficulttodegradationthroughtraditionalmic