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以PAMAM为模板纳米金属复合物的制备及光催化性能

作　者: 陈杰博
导　师: 林深
学　校: 福建师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 复合物光催化剂 PAMAM 染料降解
分类号: X791
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 23次
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内容摘要

染料废水是主要有害的工业废水之一,具有成分复杂、色度高、可生化性差等特点,是废水处理中的难题。光催化氧化技术在处理染料废水上是一个具有良好应用前景的研究课题,它具有高效、节能、无二次污染、适用范围广等优点,因而引起了广大学者的关注。而光催化技术的核心是光催化剂的合成及应用,制备高效的可见光响应的光催化剂成为了化学和环境科学科研工作者的中心任务。本研究以PAMAM为模板制备了介孔钨酸锌、钨酸钴、N掺杂钨酸锌及ZnS/CdS固熔体,通过X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、固体紫外漫反射（DRS）、X光电子能谱（XPS）分析手段进行结构表征,以印染废水为目标污染物,在紫外或可见光条件下,考察了催化剂的合成条件和光催化反应条件对光催化降解染料废水反应活性的影响。结果表明:介孔ZnWO₄光催化剂在紫外光照射下,40min即可使罗丹明B和孔雀石绿两种染料完全褪色,照射80min后,染料结构完全被破坏。COWO₄光催化剂,在可见光光照3h后,能使3.2×10^-5M的亚甲基蓝（MB）的褪色率达到了90%以上,并且催化剂性能稳定。经过N掺杂改性后的ZnWO₄光催化剂在不但在可见光下具有光催化性能,而且同时保持了紫外光催化活性。同时本论文以PAMAM模板,采用共沉淀法开发了纳米复合Cd_1-xZn_xS光催化剂,可见光光照100min后,95.1%的罗丹明被降解,其光催化反应机理进一步的进行讨论,复合物能有效的阻碍电子和空穴的复合。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-4
中文文摘  4-8
第1章绪论  8-24
  1.1 引言  8-9
  1.2 染料废水的危害及处理方法  9-13
    1.2.1 染料的分类及毒性  9
    1.2.2 染料废水的处理技术  9-13
  1.3 光催化氧化技术概述  13-19
    1.3.1 光催化反应的基本原理  13-14
    1.3.2 影响光催化反应的因素  14-15
    1.3.3 TiO_2光催化剂的改性  15-19
  1.4 光催化剂的研究进展  19-22
    1.4.1 传统氧化物或硫化物光催化剂  19-20
    1.4.2 新型光催化剂  20-22
  1.5 选题依据和研究内容  22-24
第2章以PAMAM为模板介孔ZnWO_4的制备及光催化性能研究  24-34
  2.1 前言  24-25
  2.2 实验部分  25-26
    2.2.1 试剂与仪器  25
    2.2.2 介孔结构ZnWO_4的制备  25
    2.2.3 光催化活性测试  25-26
  2.3 结果与讨论  26-32
    2.3.1 XRD表征  26-27
    2.3.2 氮吸附/脱附及孔径分布曲线  27-28
    2.3.3 高倍数透射电镜和扫描电镜  28-31
    2.3.4 固体紫外漫反射  31
    2.3.5 光催化性能评价  31-32
  2.4 小结  32-34
第3章以PAMAM为模板纳米CoWO_4的合成及光催化性能研究  34-46
  3.1 引言  34-35
  3.2 实验部分  35-36
    3.2.1 试剂与仪器  35
    3.2.2 催化剂的制备  35
    3.2.3 催化剂的表征  35
    3.2.4 光催化活性的表征  35-36
  3.3 结果与讨论  36-44
    3.3.1 透射电镜分析  36-37
    3.3.2 X射线衍射分析  37-39
    3.3.3 光催化性能研究  39-41
    3.3.4 催化剂使用量对催化性能的影响  41-42
    3.3.5 pH对光催化性能的影响  42-43
    3.3.6 催化剂的稳定性  43-44
  3.4 小结  44-46
第4章氮掺杂可见光响应ZnWO_4光催化剂制备及表征  46-58
  4.1 引言  46-47
  4.2 实验部分  47-48
    4.2.1 试剂与仪器  47
    4.2.2 催化剂的合成  47
    4.2.3 光催化测试  47-48
  4.3 结果与讨论  48-53
    4.3.1 X射线衍射分析  48-49
    4.3.2 X射线光电子能谱分析  49-51
    4.3.3 傅立叶-红外光谱分析  51-52
    4.3.4 固体紫外漫反射光谱分析  52-53
  4.4 光催化性能研究  53-56
    4.4.1 不同条件光催化降解罗丹明B  53-54
    4.4.2 催化剂使用量对光催化性能的影响  54-55
    4.4.3 不同H_2O_2浓度对光催化性能的影响  55-56
  4.5 小结  56-58
第5章 PAMAM模板法合成纳米Cd_(1-x)Zn_xS固熔体及光催化性能  58-66
  5.1 引言  58
  5.2 实验部分  58-59
    5.2.1 催化剂的制备  58
    5.2.2 催化剂的表征  58-59
    5.2.3 光催化性能研究  59
  5.3 结果与讨论  59-64
    5.3.1 X射线衍射分析  59-60
    5.3.2 投射电镜分析  60-61
    5.3.3 固体紫外漫反射分析  61-62
    5.3.4 N_2吸附/脱附分析  62
    5.3.5 光催化活性研究  62-63
    5.3.6 机理讨论  63-64
  5.4 结论  64-66
第6章总结与展望  66-68
参考文献  68-81
攻读学位期间承担的科研任务及主要成果  81-82
致谢  82-83
个人简历  83-84

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