论文部分内容阅读
层状化合物由于其自身结构的特性,在传导、吸附、催化和储能等领域具有很好的应用前景,铁元素无毒,对环境无污染,所以铁的层状化合物一直是研究的热点；纳米片具有比表面积大,表面带电荷等特性,可以按照人们的意愿随意组装,构筑出具有特殊性能的复合材料,一直是各国学者研究的热点,尤其是石墨烯研究的兴起,使得人们开始制备和研究各种纳米片。本论文主要研究的是一种铁的层状化合物FeOC1在Fenton催化反面的应用,以及铁氧、锰氧两种纳米片的制备与组装。其具体研究内容如下：(1)利用六水合三氯化铁加热分解的方法制备了氯氧化铁,经XRD,SEM分析表明,合成的样品较纯正,没有杂质,晶型较完整。将制得的化合物应用于多相Fenton反应,通过催化剂用量,双氧水用量,甲基橙浓度,pH值,循环性能等几个方面对氯氧化铁的催化活性进行了研究,结果表明,FeOC1用量为2.5g/L,双氧水的浓度为30mmol/L,反应适用的pH范围为3-12时,对低于150mg/L的甲基橙溶液有很好的降解效果,反应时间10min,甲基橙的降解率达到99%。但是催化剂的循环性能不是太理想,是以后应该研究和改进的地方。(2)以苯甲酸钠为插层剂,在微波的条件下对FeOC1进行插层改性制备了新的层状化合物,把新的层状化合物分散到正丁醇中,经超声处理,得到表面带正电荷的铁氧纳米片；又将自制的KxMnO2加入到盐酸溶液中,经微波处理得到层状化合物HxMnO2,将HxMnO2加入到四丁基氢氧化铵溶液中,超声处理,得到Mn02纳米片。经TEM表征发现制得的铁氧纳米片较厚,Mn02纳米片较薄。运用LBL及EPD方法将上诉两种纳米片组装成复合材料,应用于超级电容器的电极材料,结果表明电极材料在lmol/LNa2SO4溶液中具有良好的电容性能,电流密度为0.06A/g时,电极的放电比容量为206F/g,经50次充放电循环之后,比容量仍保留98%,说明循环性能良好。利用MnO2纳米片表面带负电荷及负电荷中心不连续的特性,制备了MnO2纳米片表面负载ZnS量子点的复合材料,TEM分析表明ZnS量子点均负载于Mn02纳米片上,粒径约为4nm左右。复合材料的荧光发射光谱显示,在579nm处出现了一个新的发射峰。同时研究了复合材料的紫外光催化性能,结果表明,复合材料ZnS量子点/Mn02纳米片(ZnS-MnO2)在紫外灯下的催化性能比ZnS量子点或MnO2纳米片原材料的催化性能要好。