表面多孔磁性TiO2复合氧化物制备及其光催化降解苯酚的研究

来源 :黑龙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ericxinstar
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
TiO2是一种高效、稳定性好、无二次污染的光催化材料。但因TiO2存在禁带宽度大、质轻不利于回收等问题限制了其进一步的发展。由此,针对TiO2所面临的问题,研究者将目光集中在TiO2光催化材料的改性及负载两个方面。本论文在传统可磁性分离的三组分包覆材料Fe3O4/SiO2/TiO2的研究基础上,保留原有SiO2及TiO2间形成半导体复合,多孔SiO2可以起到增加TiO2的有效作用面积及减少中间层对磁核磁性能的屏蔽的作用。由此,制备了Fe3O4/多孔SiO2/TiO2复合氧化物,进一步提高光催化性能。本实验采用XRD、SEM、FT-IR、XPS、N2吸附-脱附、Uv-vis及VSM等表征手段对表面多孔磁性TiO2复合氧化物进行分析,探究了不同制备方法及工艺条件对复合氧化物的晶体结构、形貌、孔结构及磁性能的影响。并通过对TiO2光催化剂的制备条件和反应工艺条件的不断优化,提高光催化降解苯酚模拟废水的效率。首先,通过水热法制备出Fe3O4颗粒,通过溶胶-凝胶法和水热法制备多孔SiO2中间层形成Fe3O4/多孔SiO2复合材料。所制备的Fe3O4粒子为规则球形,其粒径约为300nm,为超顺磁材料,其饱和磁化强度为66.92emu/g。多孔SiO2中间层均以无定型形式存在;Fe3O4/多孔SiO2复合材料的粒径350-450nm左右;Fe3O4与多孔SiO2可能以Fe-O-Si键形成侨联;水热法制备的Fe3O4/多孔SiO2复合材料有更优异的孔结构特性其表面积为625m2/g,孔容为0.60cm3/g,平均孔径为3.12nm;经多孔SiO2层包覆后的复合材料的饱和磁化强度约为7.89emu/g高于Fe3O4/SiO2。其次,分别采用酯类沉淀法和溶胶-凝胶法制备出Fe3O4/多孔SiO2/TiO2复合氧化物的TiO2外壳。采用两种方法均可以制备出具有锐钛矿相的TiO2有效组分,并且随着TBOT投加量的增加,TiO2晶型逐渐趋于完整。同时发现将TiO2制成表面多孔磁性TiO2复合氧化物可以显著提高其相转变温度;TiO2复合氧化物的颗粒呈规则球形,粒径在500-600nm左右;两种方法制备的表面多孔磁性TiO2复合氧化物均为介孔材料,酯类沉淀法制备的Fe3O4/多孔SiO2/TiO2复合氧化物有更优异的孔结构特性其表面积为453m2/g,孔容为0.31cm3/g,平均孔径为2.86nm;两种方法制备的TiO2复合氧化物与P25相比在紫外光及可见光下均有较强的吸收,其光吸收范围有效拓展至750nm的可见光区域且禁带宽度可降低至1.77eV;酯类沉淀法制备的Fe3O4/多孔SiO2/TiO2复合氧化物有更强的饱和磁化强度,约为2.39emu/g。最后,以自制苯酚溶液为模拟有机废水,对Fe3O4/多孔SiO2/TiO2复合氧化物的光催化性能进行评价。研究了表面多孔磁性TiO2复合氧化物制备工艺条件(如,中间层制备方法、TiO2外壳制备方法、TiO2含量、热处理温度等)及反应工艺条件(如,反应体系pH值、反应时间、催化剂使用次数及催化剂投加量等)对光催化降解苯酚效果的影响。通过一系列的比较优化,Fe3O4/多孔SiO2/TiO2复合氧化物对苯酚废水的降解率最高可达87%以上,COD去除率达73%以上。
其他文献
线上线下融合开展新型职业农民培育,是利用现代信息技术以及新型教学理念和教育手段,开发适合新型职业农民培训的线上资源和线下资源,两种类型的资源相互补充、相互支持。同
该文根据某型民用飞机舱门假件地面模拟试验的要求,设计了一套电液伺服加载系统,文中对电液伺服加载系统的工作原理进行了分析,给出了方案设计、液压系统设计、液压执行机构
目的:探讨复春散Ⅰ号浸浴治疗烧伤残余创面的疗效。方法:将34例烧伤后存留残余创面的患者随机分为两组,治疗组(18例)用复春散Ⅰ号浸浴,对照组(16例)用0.01%高锰酸钾浸浴,两组浸浴后均用
数学实验是为建构某种数学理论,或是验证数学猜想,又或是解决某一类数学问题,而借助于技术手段,通过对实验素材进行实际操作来帮助理解、诠释某种数学现象或规律,从而建构某
<正>思想性是历史课程的本质特点,而历史课的思想性所体现的思想和思维要有广度和深度,这也是历史教学立意的内在要求。历史教学内容的内涵和主旨绝不在于仅让学生掌握知识的
期刊
色彩词的模糊性体现在客观多样性、人的主观认识和词的多义性三方面,系统性表现在色彩词的层级关系、聚合关系和语义结构特征三方面。
介绍了混凝土搅拌站控制系统的几种常见方式,并分析各种控制方案的优缺点。
利用多种多样避税方式进行国际避税在我国现阶段纳税人的税务活动中凸显。本文在分析跨国纳税人国际避税方式的基础上,针对我国反避税法规的基本现状,从提升我国反避税法规的
课堂提问是课堂教学中的一个重要环节,也是非常重要的一种教学手段。它是促进教学目标达成、提升学生关注度、启发学生学习、检验学生所学的关键。课堂提问在小学语文课堂教
<正>想要把一项业绩写成文章,在执笔之前必须搭好大概的架子。构思是业绩的大方针,仓促完成,会造成不可挽救的后果。构思时要随时从各方面反复考究。构思一旦决定,拿起笔来之