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随着经济的迅速发展,工业化进程的逐步加快,化石燃料的过量使用以及汽车尾气的排放都会加剧环境污染和能源短缺问题。其中氮氧化物(NOx)作为常见的空气污染物之一对环境和人体都有巨大的危害,NOx会导致酸雨和光化学烟雾,而对人体则会产生呼吸道疾病等危害。相比于工业生产产生的氮氧化物浓度,室内氮氧化物浓度一般较低,传统方法都不适用于处理低浓度氮氧化物。而光催化技术作为一种新型的绿色新技术,能有效的去除污染物。二氧化钛(TiO2)作为一种优秀的半导体材料,具有来源广泛、化学稳定性好、绿色无污染等特点,广泛应用于光催化领域。但是由于其禁带宽度较宽,对可见光吸收能力弱等问题,需要将其进行改性从而使得其能吸收可见光并在可见光下降解污染物。由于TiO2不易利用和收集,于是我将其与磁性材料复合,并将其做成涂料,使其可应用于实际生活,例如墙壁等地方。
本文通过水热法和煅烧法制备了具有优异光催化活性的ZnFe2O4/TiO2二元复合材料、Fe3O4@ZnFe2O4/TiO2三元复合材料以及ZnFe2O4/TiO2/dm光催化涂料。利用XRD、SEM、TEM、In-situDRIFTS等各种表征手段对制备的复合光催化材料进行分析,研究其光催化性能和机理。
(1)运用简单水热法成功制备了ZnFe2O4/TiO2复合材料。多次循环试验后,发现该材料具有较好的稳定性和优异的性能。此外,ZnFe2O4/TiO2由于其具有磁性而易于回收利用。利用XRD,HRTEM和PL对催化剂进行物理和化学表征,阐明了由于该催化剂在界面处形成了异质结,可以加速电荷转移,提高电子-空穴对的分离效率,从而提高样品的光催化性能,在ZnFe2O4与TiO2复合后,相比于TiO2,其光响应范围具有明显的扩展,从紫外吸收扩展到了可见光吸收。
(2)阐述了Fe3O4的负载可以提高催化剂的光催化活性,而且Fe3O4和ZnFe2O4之间存在一定的协同效应且不影响ZnFe2O4和TiO2之间的异质结效应,由于Fe3O4为碱性氧化物,还可以更好的吸附NO,提高光催化活性,最后因为Fe3O4的加入使得磁性具有一定的增强,可以更好的回收利用。
(3)利用前面所制的ZnFe2O4/TiO2为原料。将制备好的ZnFe2O4/TiO2二元复合光催化材料与硅藻泥涂料以搅拌、超声等物理方式进行复合,制备成具有高效光催化性能的ZnFe2O4/TiO2/硅藻泥复合涂料。根据涂料附着力及耐水性等各项国标对涂料的性能进行测试,以NO为目标物对其光催化活性进行评价。其中光催化材料ZnFe2O4/TiO2与硅藻泥比例1:3、烘干温度60℃的光催化硅藻泥涂料对在5次循环后对NO的净化效率仍然有50%左右。
本文通过水热法和煅烧法制备了具有优异光催化活性的ZnFe2O4/TiO2二元复合材料、Fe3O4@ZnFe2O4/TiO2三元复合材料以及ZnFe2O4/TiO2/dm光催化涂料。利用XRD、SEM、TEM、In-situDRIFTS等各种表征手段对制备的复合光催化材料进行分析,研究其光催化性能和机理。
(1)运用简单水热法成功制备了ZnFe2O4/TiO2复合材料。多次循环试验后,发现该材料具有较好的稳定性和优异的性能。此外,ZnFe2O4/TiO2由于其具有磁性而易于回收利用。利用XRD,HRTEM和PL对催化剂进行物理和化学表征,阐明了由于该催化剂在界面处形成了异质结,可以加速电荷转移,提高电子-空穴对的分离效率,从而提高样品的光催化性能,在ZnFe2O4与TiO2复合后,相比于TiO2,其光响应范围具有明显的扩展,从紫外吸收扩展到了可见光吸收。
(2)阐述了Fe3O4的负载可以提高催化剂的光催化活性,而且Fe3O4和ZnFe2O4之间存在一定的协同效应且不影响ZnFe2O4和TiO2之间的异质结效应,由于Fe3O4为碱性氧化物,还可以更好的吸附NO,提高光催化活性,最后因为Fe3O4的加入使得磁性具有一定的增强,可以更好的回收利用。
(3)利用前面所制的ZnFe2O4/TiO2为原料。将制备好的ZnFe2O4/TiO2二元复合光催化材料与硅藻泥涂料以搅拌、超声等物理方式进行复合,制备成具有高效光催化性能的ZnFe2O4/TiO2/硅藻泥复合涂料。根据涂料附着力及耐水性等各项国标对涂料的性能进行测试,以NO为目标物对其光催化活性进行评价。其中光催化材料ZnFe2O4/TiO2与硅藻泥比例1:3、烘干温度60℃的光催化硅藻泥涂料对在5次循环后对NO的净化效率仍然有50%左右。