学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

SnO_2纳米复合物的制备和光催化性质研究

作　者: 肖艳丽
导　师: 张胜义
学　校: 安徽大学
专　业: 无机化学
关键词: SnO2 纳米复合物制备表征光催化性质
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 136次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着现代工业的迅猛发展,废水、废气的大量排放给人类的生存环境带来越来越来严重的破坏。半导体光催化技术可以将大气或水中的烃类、染料、农药残留等有机污染物氧化为H2O、CO2等小分子,而且这种技术还具有活性高、无毒安全、相对廉价等优点,因此半导体光催化技术在环境污染治理方面已经成为研究的热点。纳米TiO2是常用的半导体光催化剂,但自身存在一些缺陷,例如：禁带较宽、光生电子-空穴易产生无效复合、对太阳光的利用率较低等。研究发现,利用两种或多种半导体复合光催化剂,可以有效提高光催化活性,并将可利用的光谱范围由紫外光区拓展至可见光区,从而提高对太阳光的利用率。本论文以二氯化锡为锡源、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板,采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2,并在此基础上制备了Sn02/TiO2、CuO/SnO2/TiO2纳米复合物。探讨了产物的形成过程及光催化反应机理,研究了不同因素对产物光催化活性的影响。论文主要内容如下：1、纳米SnO2的制备及其光催化性质以CTAB为软模板,采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2。分别利用SEM、XRD、IR、UV-Vis、PL等分析测试手段对所得产物进行了表征,结果表明,纳米Sn02具有金红石相结构,其粒径约为17 nm。日光下降解亚甲基兰和茜素红的实验结果表明,纳米Sn02具有一定的光催化活性。对纳米Sn02的形成机理及光催化反应机理进行了讨论。2、SnO2/TiO2纳米复合物的制备与光催化性质以CTAB为软模板,以SnCl2和Ti(OC4H9)4为原料,采用溶胶-凝胶法制备了SnO2/TiO2纳米复合物,分别用XRD、SEM、UV-Vis、IR等分析测试手段对所得产物进行了表征,结果表明,该复合物具有锐钛矿相结构和金红石相结构,其粒径约为15nm。日光下以亚甲基蓝和茜素红为模拟污染物,研究了该纳米复合物的光催化活性,结果表明,SnO2的掺入提高了TiO2的光催化活性。讨论了SnO2/TiO2纳米复合物的形成机理及光催化反应机理。3、CuO/SnO2/TiO2纳米复合物的制备及其光催化性质以CTAB为模板,采用溶胶凝胶法制备了CuO/SnO2/TiO2三元纳米复合物,用SEM、XRD、UV-Vis、IR等分析测试手段对产物进行了表征,结果表明,该复合物具有单斜晶系结构,其粒径约为11nm。研究了CuO/SnO2/TiO2复合物对甲基橙的光催化效果,探讨了掺杂比、pH、H2O2对光催化降解效果的影响。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-31
  1.1 引言  11-12
  1.2 纳米科学的发展  12-13
  1.3 纳米材料的性能  13-15
    1.3.1 表面效应  14
    1.3.2 小尺寸效应  14
    1.3.3 量子尺寸效应  14-15
    1.3.4 宏观量子隧道效应  15
    1.3.5 介电限域效应  15
  1.4 纳米材料的应用  15-19
    1.4.1 在能源和环境保护中的应用  16
    1.4.2 在生物医学上的应用  16-17
    1.4.3 在陶瓷领域的应用  17
    1.4.4 在催化剂领域的应用  17-18
    1.4.5 在传感器材料方面的应用  18
    1.4.6 在光学方面的应用  18-19
  1.5 纳米复合材料的研究  19-20
    1.5.1 纳米复合材料的分类  19
    1.5.2 纳米复合材料的性能  19-20
  1.6 纳米SnO_2/TiO_2复合物的研究  20-23
    1.6.1 纳米SnO_2/TiO_2复合物的研究现状  20-21
    1.6.2 纳米SnO_2/TiO_2复合物的制备方法  21-23
      1.6.2.1 共沉淀法  21
      1.6.2.2 溶胶—凝胶法  21-22
      1.6.2.3 水热法  22
      1.6.2.4 浸渍法  22
      1.6.2.5 胶体化学法  22
      1.6.2.6 镀膜负载法  22-23
  1.7 本论文的意义和研究思路  23-26
    1.7.1 纳米SnO_2的制备  23
    1.7.2 锡钛、铜锡钛纳米复合物的制备  23-24
    1.7.3 产物的表征方法  24
    1.7.4 光催化性质研究  24-26
      1.7.4.1 光催化原理  24-25
      1.7.4.2 实验方法  25-26
  参考文献  26-31
第二章纳米SnO_2制备及光催化性质  31-49
  2.1 引言  31-32
  2.2 实验部分  32-34
    2.2.1 试剂与仪器  32-33
    2.2.2 SnO_2的制备  33
    2.2.3 产物的表征  33
    2.2.4 光催化性质实验  33-34
  2.3 结果与讨论  34-44
    2.3.1 产物表征结果  34-37
    2.3.2 光催化实验  37-39
    2.3.3 合成反应的影响因素  39-41
      2.3.3.1 SnCl_2浓度的影响  39
      2.3.3.2 水量的影响  39-40
      2.3.3.3 酸用量的影响  40
      2.3.3.4 溶剂的影响  40
      2.3.3.5 表面活性剂的影响  40-41
    2.3.4 反应机理  41-44
      2.3.4.1 合成反应机理  41
      2.3.4.2 光催化反应机理  41-44
  2.4 本章小结  44-45
  参考文献  45-49
第三章 SnO_2/TiO_2复合物的制备及性质  49-66
  3.1 引言  49-50
  3.2 实验部分  50-51
    3.2.1 试剂与仪器  50
    3.2.2 SnO_2/TiO_2复合物的合成  50-51
    3.2.3 产物的表征  51
    3.2.4 光催化性质实验  51
  3.3 结果与讨论  51-63
    3.3.1 产物表征结果  51-56
    3.3.2 光催化实验结果  56-58
    3.3.3 光催化反应的影响因素  58-60
      3.3.3.1 不同的SnO_2掺杂比的影响  58
      3.3.3.2 催化剂用量对降解率的影响  58-59
      3.3.3.3 催化剂重复使用次数对催化活性的影响  59-60
    3.3.4 反应机理  60-63
      3.3.4.1 产物合成机理  60-61
      3.3.4.2 光催化反应机理  61-63
  3.4 本章小结  63-64
  参考文献  64-66
第四章 CuO/SnO_2/TiO_2复合物的制备及性质  66-82
  4.1 引言  66-67
  4.2 实验部分  67-68
    4.2.1 试剂与仪器  67
    4.2.2 CuO/SnO_2/TiO_2的制备  67-68
    4.2.3 产物的表征  68
    4.2.4 光催化降解实验  68
  4.3 结果与讨论  68-79
    4.3.1 产物表征结果  68-72
    4.3.2 光催化实验结果  72-73
    4.3.3 光催化反应的影响因素  73-76
      4.3.3.1 不同的CuO掺杂比对MO的降解实验  73-74
      4.3.3.2 H_2O_2体系对MO降解效果影响  74-76
      4.3.3.3 不同pH值对MO降解效果影响  76
    4.3.4 光催化反应机理  76-79
  4.4 本章小结  79-80
  参考文献  80-82
附录  82-83
致谢  83

SnO_2纳米复合物的制备和光催化性质研究

内容摘要

全文目录

相似论文