Ln3NbO7(Ln=Er,Sm,Dy)的制备及其光催化性能研究

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半导体光催化技术经过多年发展,已被证明是解决环境污染的有效手段,而且在生产新能源方面也有很大的应用前景。铌酸盐系金属复合氧化物是一类具有多种用途的功能材料,广泛应用于介电、光电、发光和光催化等领域。稀土元素是较活泼的金属元素,其金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属,具有未充满电子的4f电子层结构,吸收谱线多,光响应性好。因此,制备稀土铌酸盐材料,并研究其光催化活性,对于提高催化剂性能,发展光催化技术具有重要意义和发展潜力。  本论文主要工作如下:  (1)以Er2O3和Nb2O5为原料,使用柠檬酸燃烧法合成了面心立方相Er3NbO7粉体光催化剂,禁带宽度为3.70eV;探讨了光催化降解氧氟沙星的影响因素,实验结果表明,溶液初始浓度10.0mg/L,催化剂用量1.00g/L,初始溶液pH7.00,高压汞灯(125W)光照反应90min,氧氟沙星溶液的降解率为88.2%;Er3NbO7对氧氟沙星溶液的光催化降解反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型,反应速率常数和吸附常数分别为11.3mg/(L·min),2.95×10-3L/mg。  (2)以Sm2O3和Nb2O5为原料,合成了具有面心立方结构的Sm3NbO7光催化剂,禁带宽度为3.94eV;研究了光催化降解氧氟沙星的影响因素,实验结果表明,溶液初始浓度10.0mg/L,催化剂用量1.00g/L,初始溶液pH7.00,高压汞灯(125W)光照反应90min,氧氟沙星溶液的降解率为85.6%;Sm3NbO7对氧氟沙星的光降解反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型,反应速率常数和吸附常数分别为6.05mg/(L·min),10.4×10-3L/mg。  (3)以Dy2O3和Nb2O5为原料,合成了立方晶系Dy3NbO7光催化剂,禁带宽度为3.92eV;讨论了氧氟沙星催化降解反应的影响因素,实验结果表明,氧氟沙星溶液初始浓度10.0mg/L,催化剂用量1.00g/L,初始溶液pH7.00,高压汞灯(125W)照射反应90min,氧氟沙星的降解率为82.8%;Dy3NbO7对氧氟沙星溶液的光催化降解反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型,反应速率常数和吸附常数分别为5.52mg/(L·min),5.72×10-3L/mg。
其他文献
半导体光催化技术在能源利用和污水处理方面有着很广泛的应用。由于光催化剂的活性往往与其晶型和形貌有着很大的关系,因此寻求一种适当的合成方法来实现对光催化剂晶型和形貌
会议
LDHs(层状双羟基复合金属氢氧化物)是一种典型的阴离子型层状化合物,它具有层板元素和层间客体阴离子的组成及其种类可以在较大范围内进行调控的特性,这使得LDHs同时具备了层间