WO3纳米片和Ag2ZnGeO4微粒:基于无机-有机杂化材料的化学转化法合成及其光催化降解有机污染物性能

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纳米材料因在生物工程、能源、催化以及环境治理等领域有着巨大的应用潜力而激发了国内外研究人员都在探索新的合成策略以实现纳米材料形貌可控、化学组成可调。在众多纳米材料中,纳米片状材料和多元微粒材料因为其独特的形貌、组成以及在诸多领域中良好的应用前景而备受关注。尽管通过化学转化法可以完成一种材料向另一种材料的转化并实现这一目标,但对于纳米片及多元微粒材料的制备,在化学合成领域方面仍然有待探索。  本论文选用WOx-EDA无机-有机杂化纳米带作前驱物,通过酸化、煅烧制备无机WO3纳米片;用Zn2GeO4-DETA无机-有机杂化纳米片作为反应前驱物,通过离子交换制备 Ag2ZnGeO4微粒。并通过 SEM、TEM、XRD、EDX等分析手段对制得产物的形貌、结构和组成进行了系统的表征。此外,我们还通过对不同反应阶段中间产物的表征分析了这两种化学转化的过程。经性能测试表明:我们制备的WO3纳米片与Ag2ZnGeO4微粒均有着较好的光催化降解有机污染物性能。主要研究内容如下:  1.通过H+的酸化处理,WOx-EDA无机-有机杂化纳米带成功地转化为钨酸纳米片,再经过煅烧,最终得到 WO3纳米片。实验中发现,酸化过程的温度、时间、酸的浓度等因素对最终产物 WO3纳米片的形貌和晶型有较大影响。制得的WO3纳米片有着较好的在可见光条件下光降解罗丹明B的能力。  2.通过与银离子的离子交换反应,Zn2GeO4-DETA无机-有机杂化纳米片成功转化成了Ag2ZnGeO4四元无机微粒。通过对不同反应时间所得产物的表征分析,证实了产物在组成上由无机-有机杂化物向无机物转化,在形貌上由纳米片向微粒转变这一过程。性能测试表明制备所得的Ag2ZnGeO4微粒具有优异的可见光光降解罗丹明B的能力。
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