氟改性ɑ-Fe2O3的制备及其可见光催化性能的研究

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为解决ɑ-Fe2O3材料面临的带隙宽度大、光生载流子复合率高和回收难等问题,本文采用氟改性的方式对Fe2O3进行改性,并以染料亚甲基蓝MB为探针分子,研究了该材料的光催化作用机理。
  水热法成功制备氟改性磁性ɑ-Fe2O3材料。以六水合氯化铁和氟化钠为原料,柠檬酸钠为络合剂,采用水热法制备氟改性材料的前驱体,通过在空气中650℃热处理得到ɑ-Fe2O3粉末。通过XRD、SEM、EDS、FT-IR、BET、TG/DTA、XPS、VSM、Zeta电位、UV-VisDRS和PL等表征手段对材料的形貌特征、化学结构和光化学性质进行了系统的分析。结果表明:氟改性氧化铁材料为结晶度良好的ɑ-Fe2O3晶体结构,由大量纳米棒与纳米球团聚成形态各异的不规则微球,改性后材料粒径分布变窄,磁性增强。
  以染料亚甲基蓝MB为探针分子,研究了样品可见光催化活性及循环使用性能,并对烧结温度、氟用量以及溶液pH值等相关因素开展了一系列应用探究实验。实验分析表明,氟改性后样品表现出优秀的光催化降解能力和良好的循环使用性能。且经过四次循环再生使用后,对MB的去除率依然能够保持92%以上。
  探究了氟改性材料可见光催化降解MB的作用机理。机理分析表明,催化活性的提升归因于氟的改性使材料的带隙能缩小,光响应范围扩大,电荷传递能力增强和光生载流子密度提高。
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