M(Ca,Zn)TiO3的水热—固相合成改性及光催化性能研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caojinhe1118
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
钙钛矿型光催化剂(ABO3)由于其独特的结构,当其他的金属离子部分取代A位或B位时,在保持晶体钙钛矿结构不变的情况下,可以形成离子缺陷或着导致B离子价态的改变,从而具有光催化性能,在光催化领域成为国内外研究的热点。目前钙钛矿型光催化剂的制备方法主要为传统固相法、溶胶凝胶法和水热法,但这些方法都无法同时满足低成本、低能耗的工业要求,因此开发新颖的制备钙钛矿型材料的技术具有重大的意义。本文以廉价的TiO2作为原材料,从降低固相反应的焙烧温度为出发点,结合水热法和固相法制备CaTiO3和ZnTiO3,并且对光催化效果好的CaTiO3进行A位掺杂研究。所制备的材料及其光催化性能使用热分析(DSC-TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外可见分光光度计等手段进行了表征和检测。主要研究内容和结论如下:(1)对水热-固相法制备CaTiO3的合成工艺进行了研究,主要探讨了焙烧温度和焙烧时间对材料的物相的影响。研究结果表明,在500℃的条件下焙烧2h即可得到钙钛矿结构的CaTiO3,高纯度的CaTiO3的最佳制备工艺条件:焙烧温度700℃,焙烧时间10h。SEM和TEM对材料的形貌表征结果显示,CaTiO3呈颗粒状,分散性良好,粒径大约为100nm。本实验还研究了CaTiO3的形成机理和光催化性能,形成机理研究表明,TiO2在水热条件下生成了化学组成为H2Ti3O7·3H2O的纳米管,H2Ti3O7·3H2O纳米管与钙离子发生离子交换反应后在高温下转化成所制备的CaTiO3。另外,CaTiO3对甲基橙溶液具有良好的降解效果:以500W氙灯为光源,0.3g/LCaTiO3光催化降解15mg/L甲基橙溶液,20min降解率达到95.5%,说明CaTiO3光催化降解甲基橙并且符合一级动力学方程模型,速率常数k=0.1091.(2)通过水热-固相法制备ZnTiO3进行了研究,探讨了此方法制备ZnTiO3的最佳合成工艺,并对所合成材料的形貌和光催化性能进行了研究。研究结果表明,水热-固相法制备ZnTiO3的最佳工艺条件为:在800℃的温度下焙烧10h,并且温度对ZnTiO3的成分变化影响很大。ZnTiO3的形貌分析结果显示颗粒粒径大小不一,粒径大约分布在100500nm之间。ZnTiO3对甲基橙的具有良好的降解效果,当投加量为0.3g/L时,光催化降解15mg/L甲基橙溶液20min,降解率达到92.7%;0.3g/L的ZnTiO3降解15mg/L的甲基橙溶液的速率常数k=0.1020.(3)在CaTiO3和ZnTiO3的合成和光催化性能研究基础上,选择光催化性能更为优越的CaTiO3进行了掺杂研究。采用水热-固相法对CaTiO3的A位分别进行了La和Ag的掺杂,结果表明,Ag、La均掺进了Ca的位置。光催化降解甲基橙溶液的实验结果表明,掺杂La降低了CaTiO3的光催化活性,掺杂Ag提高了CaTiO3的光催化活性,当Ag的掺杂量为x=0.015时,Ca1-xAgxTiO3具有最佳光催化活性,速率常数k=0.1638.
其他文献
剃齿工艺通常是对齿轮在热处理(轮齿淬硬)前的一种精加工方法。齿轮在剃齿时有各项精度要求,其中齿面的粗糙度指标对啮合噪音的影响很大。通常汽车用齿轮的齿面粗糙度要达到Ra1
随着我国人口老龄化程度的日益加深,一直沿用的养老保险制度已经明显不能适应现代社会发展的需要。尽管我国的养老保险制度几经修改和完善,但是,随着人们物质需求的日益增长
<正>在当下以及未来,随着商业和技术环境的巨变,业财融合的目标、方式、内涵及其基本逻辑将发生深刻改变,这将给财务人带来新的挑战。在这样一个充满创新、变革与不确定性的
随着我国人口老龄化程度的不断加深,人们对机构养老服务的需求越来越大。由于机构养老服务本身是一项社会福利服务,具有准公共物品的性质,无论是单独由政府提供还是市场提供
利用1961—2010年东北地区90个气象观测站逐日降水和逐日温度资料,分析了该地区气温变化和不同类型(雨和雪)各等级降水量及降水日数的气候特征、变化趋势和变异场特征。结果
在健康医疗领域,风险认知是预测医疗决策和健康行为的重要因素。而非专业人士的风险认知不仅受到风险性质的影响,还受到风险信息的框架、载体、认知定势、以及个体的认知方式
<正>一组名为《大国工匠》的特别节目在央视《新闻联播》热播,引发了全社会对"工匠精神"的高度关注。从"制造大国"走向"制造强国",人们看到了"工匠精神"的高尚追求和内在价值
党外知识分子是全面建成小康社会的一支重要力量。更好地团结党外知识分子,可为全面建成小康社会提供良好的政治氛围、稳定的社会环境、更多的智力物力支持和创新力量,有助于
本文在干热河谷植被恢复过程中的"适度"造林技术提出的基础上,以干热河谷的自然植被演替、土壤水分承载力、立地异质性为依据,从系统化、定量化的研究角度,在林分结构(微观)
近年来,在国家政策以及经济的快速发展等动力的推动下,我国的中小企业迎来了很多发展机遇。由于中小企业实力有限,对资金的部分需求依赖于融资性担保公司,这就在很大程度上加