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钙钛矿型SrFeO_（3-x）的制备及其可见光催化性能研究

作　者: 宋慧娟
导　师: 银董红；喻宁亚
学　校: 湖南师范大学
专　业: 工业催化
关键词: 钙钛矿 光催化 可见光 亚甲基蓝 磁性 苯酚
分类号: O643.36
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


可见光光催化技术是一项具有重大应用价值的研究课题。本文在综述可见光光催化原理及新型可见光催化剂的基础上，较为系统地研究了钙钛矿型光催化剂SrFeO3-x的制备及其在可见光下光催化降解亚甲基蓝（MB）溶液的应用。研究表明，钙钛矿型SrFeO3-x在可见光下具有较好的光催化效果，在染料污水处理方面有着较为广阔的应用前景，具体内容如下：1、以硝酸铁及硝酸锶为原料，并采用水热及柠檬酸法相结合的方法，制备了SrFeO3-x（0＜x＜0.5）光催化剂。用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外可见漫反射光谱（DRS-UV-Vis）、表面光电压谱（SPS）和场致表面光电压谱（EFISPS）对制备的SrFeO3-x进行了表征。XRD结果表明所制备的SrFeO3-x为立方钙钛矿型结构；从DRS-UV-Vis谱可估算光催化剂的带隙宽约为2.0eV，SPS和EFISPS的表征结果表明SrFeO3-x样品具有良好的可见光响应。以亚甲基蓝（MB）为模拟污染物，在可见光（λ≥430nm）照射下，首次考察了钙钛矿型复合氧化物SrFeO3-x的光催化性能及重复性使用情况，实验结果表明SrFeO3-x光催化剂在可见光下具有较好的光催化活性及较好的重复性使用结果。2、较为系统的研究了不同制备流程下钙钛矿型SrFeO3-x的可见光催化活性，考察了不同制备方法（传统的柠檬酸法及水热兼溶胶凝胶法）及不同制备参数（溶胶合成温度、焙烧温度、焙烧时间）下所得SrFeO3-x的光催化性能，并通过一些表征手段分析了产生其光催化活性差异的原因，从而获得了最佳光催化活性的SrFeO3-x制备参数。3、为了解决传统光催化剂在悬浮体系中不易回收这一难题，研究了磁载复合光催化剂的制备及其在可见光下降解亚甲基蓝及苯酚溶液的应用。以SrFe12O19为磁性载体，以SrFeO3-x为光催化剂制备了磁载复合光催化剂，考察了磁载体与光催化剂不同比例复合后的光催化活性，并用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM），振动样品磁强计（VSM）对磁载复合光催化剂进行了表征，实验表明该磁载复合光催化剂在可见光下对亚甲基蓝及苯酚有较好的光催化降解效果，实验还表明，随着光催化剂的比例增大，光催化活性越来越好，但磁性逐渐降低。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章 文献综述  11-27
  1.1 半导体光催化反应氧化机理  11-14
  1.2 可见光响应型光催化剂的研究进展  14-19
    1.2.1 TiO_2复合光催化剂  14-18
    1.2.2 非钛体系新型可见光响应光催化剂  18-19
  1.3 钙钛矿型氧化物的结构特征及制备方法  19-24
    1.3.1 结构特征  20
    1.3.2 钙钛矿型复合氧化物用作催化剂的结构基础及特点  20-21
    1.3.3 钙钛矿型复合氧化物常见的制备方法  21-24
  1.4 磁载复合光催化反应研究现状  24-25
  1.5 立题依据与研究思路  25-27
第二章 纳米钙钛矿型SrFeO_(3-x)的制备及其可见光催化性能  27-42
  2.1 引言  27-28
  2.2 实验部分  28-31
    2.2.1 实验药品与主要仪器  28-29
    2.2.2 钙钛矿型SrFeO_(3-x)的制备  29
    2.2.3 光催化性能测试装置  29-30
    2.2.4 光催化性能评价  30
    2.2.5 分析方法  30-31
    2.2.6 催化剂的表征  31
  2.3 结果与讨论  31-41
    2.3.1 标准曲线的绘制  31-34
    2.3.2 XRD表征  34
    2.3.3 TEM表征  34
    2.3.4 DRS-UV-Vis表征  34-35
    2.3.5 SPS及EFISPS表征  35-36
    2.3.6 钙钛矿型SrFeO_(3-x)的光催化活性  36-38
    2.3.7 亚甲基蓝浓度对光催化活性的影响  38-39
    2.3.8 钙钛矿型SrFeO_(3-x)光催化剂的稳定性考察  39-41
  2.4 结论  41-42
第三章 制备条件对SrFeO_(3-x)可见光催化活性的影响  42-53
  3.1 引言  42
  3.2 实验部分  42-44
    3.2.1 实验药品与主要仪器  42-43
    3.2.2 光催化性能测试装置  43
    3.2.3 不同溶胶合成温度、焙烧温度、焙烧时间下SrFeO_(3-x)的制备  43
    3.2.4 不同制备方法下SrFeO_(3-x)的制备  43-44
    3.2.5 光催化实验  44
  3.3 结果与讨论  44-52
    3.3.1 TG-DSC分析  44-45
    3.3.2 不同制备条件下SrFeO_(3-x)的XRD表征  45-47
    3.3.3 不同制备条件下SrFeO_(3-x)的TEM表征  47-48
    3.3.4 不同制备条件下SrFeO_(3-x)的光催化性能对比  48-50
    3.3.5 不同制备方法所得SrFeO_(3-x)XRD图对比  50-51
    3.3.6 不同制备方法所得SrFeO_(3-x)光催化性能对比  51-52
  3.4 结论  52-53
第四章 磁性钙钛矿型SrFeO_(3-x)复合体光催化材料的制备及可见光催化活性  53-67
  4.1 引言  53-54
  4.2 实验部分  54-57
    4.2.1 实验药品及主要仪器  54
    4.2.2 溶胶前驱体的制备  54-55
    4.2.3 不同合成条件及组成比例下磁性SrFeO_(3-x)复合体的制备  55-56
    4.2.4 磁性分析方法  56
    4.2.5 光催化实验  56-57
  4.3 结果与讨论  57-66
    4.3.1 苯酚标准曲线的绘制  57-58
    4.3.2 XRD表征  58-61
    4.3.3 TEM表征  61-62
    4.3.4 磁性分析表征  62-63
    4.3.5 不同合成方法的磁性SrFeO_(3-x)光催化活性对比  63
    4.3.6 不同组成比例的磁性SrFeO_(3-x)复合体光催化活性对比  63-66
  4.4 结论  66-67
第五章 结论及展望  67-70
参考文献  70-83
研究生期间所发论文  83-84
致谢  84-85

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 化学动力学、催化作用 > 催化 > 催化剂
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