钴酸镧基纳米粉体的制备及其光催化性能

论文摘要

随着工业的高速发展,水源破坏日益严重,极大程度的制约了人类的可持续发展,故污水处理受到了人们广泛的关注。半导体材料可通过光催化充分利用太阳光降解污染水源中的有毒物质,且不会产生二次污染,成为一种有效的环境处理方法。近年来改进或开发在可见光范围响应的具有高活性的半导体催化材料成为人们研究热点。本论文主要通过掺杂改善半导体材料的能带结构,提高催化剂的可见光响应性能,结合材料的诸多表征技术重点研究了LaCoO3基半导体纳米材料的合成及光催化性能。论文研究了制备方法及预烧温度对LaCoO3粉体合成及光催化性能的影响。结果表明,采用柠檬酸-水热法合成的粉体对孔雀石绿溶液的降解效率最高,且在750℃预烧2h合成的粉体具有较高的光催化活性,对浓度为15mg/L的孔雀石绿溶液降解60min后降解率达到94%。并对光催化降解反应的发生进行了一系列的验证实验,结果表明染料溶液的降解是光催化剂和光照共同作用的结果。为了进一步提高LaCoO3粉体的光催化性能,对其进行了A位Ba离子不同比例的掺杂,采用柠檬酸-水热法合成了La1-xBaxCoO3系列粉体催化剂,并分析了不同Ba离子掺杂比例对钴酸镧催化性能的影响。结果显示,当x=0.2时,溶液的降解率最大,60min后对浓度为20mg/L孔雀石绿溶液的降解率为95.7%,且样品在可见光下的光催化性能高于紫外灯下,钴酸镧粉体的催化性能在不同光源下均高于纳米TiO2的催化性能,并且粉体催化剂具有较好的循环使用性能。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 半导体材料光催化作用的基本原理
• 1.3 半导体催化剂的研究背景与应用现状
• 1.4 光催化效率影响因素
• 1.5 本文选题的背景及主要研究内容
• 3纳米粉体的制备'>第2章 LaCoO₃纳米粉体的制备
• 2.1 纳米粉体制备以及表征测试方法介绍
• 3纳米粉体'>2.1.1 三种不同方法制备LaCoO₃纳米粉体
• 3纳米粉体的结构表征'>2.1.2 LaCoO₃纳米粉体的结构表征
• 3纳米粉体的光催化实验'>2.1.3 LaCoO₃纳米粉体的光催化实验
• 2.2 纳米粉体制备方法的选择
• 2.3 粉体预烧温度的选择
• 3纳米粉体'>2.3.1 不同烧结温度下制备LaCoO₃纳米粉体
• 3纳米粉体的显微结构与性能'>2.3.2 不同烧结温度下制备LaCoO₃纳米粉体的显微结构与性能
• 3纳米粉体光催化作用的验证'>2.4 LaCoO₃纳米粉体光催化作用的验证
• 2.5 本章小结
• 3纳米粉体的合成及光催化性能研究'>第3章 A位Ba掺杂LaCoO₃纳米粉体的合成及光催化性能研究
• 1-xBa_xCoO₃纳米粉体合成及掺杂比例对光催化性能的影响'>3.1 La_1-xBa_xCoO₃纳米粉体合成及掺杂比例对光催化性能的影响
• 3.1.1 不同掺杂比例纳米粉体的合成
• 3.1.2 不同光源条件下催化剂的光催化性能研究
• 3.2 微结构表征
• 1-xBa_xCoO₃纳米粉体光催化性能的影响'>3.3 掺杂比例对La_1-xBa_xCoO₃纳米粉体光催化性能的影响
• 1-xBa_xCoO₃纳米粉体的显微结构与形貌'>3.3.1 La_1-xBa_xCoO₃纳米粉体的显微结构与形貌
• 3.3.2 不同掺杂比例样品的光催化实验结果及分析
• 3.4 催化剂用量对降解效果的影响
• 3.5 催化剂循环使用寿命实验及结果分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻博/硕期间取得的研究成果