论文摘要
近年来,环保问题越来越受到人们的关注,污水和废气的排放对环境影响巨大,所以探索研究经济有效的污水及废气处理技术势在必行。纳米材料具有独特的物理化学特性,具有良好的分离、光催化、还原和吸附性能,同时由于结构单元尺寸小,使得它与污染物的有效接触面积比较大,对水中污染物的去除效果比传统的水处理方法更好,因而在水处理行业具有广阔的应用前景。光催化技术可以将有机污染物完全降解为CO2和H2O,因此成为当前环境保护技术研究的热点之一。纳米光催化材料通常都是半导体材料,当价带粒子受到能量高于禁带宽度的光子照射后,价带粒子将迁移到导带上去,使导带上产生高活性的电子,价带上产生空穴,从而形成电子-空穴对的氧化还原体系；由于纳米粒子的尺寸很小,光生载流子通过简单的扩散迁移到粒子表面,与电子给体或受体发生氧化还原反应。两种或以上纳米材料的复合有可能产生某些新的特征,我们考虑将窄带半导体CdS作为可见光吸收体负载于具有高比表面积的Al2O3上形成异质结构,可能可以发挥Al2O3强效的吸附能力,另一方面可以很好地利用CdS的光催化性,从而达到边吸附边催化的作用。本文采用水热法成功制备了不同形貌的CdS/Al2O3,并用XRD、SEM、激光粒度分析仪等手段进行了表征。以亚甲基蓝作为目标染料,确定CdS/Al2O3对其的降解能力,并且通过条件的改变,研究CdS/Al2O3光催化降解亚甲基蓝过程中,光源强度、光照条件、反应时间、温度、催化剂投加量等因素对光催化反应的影响。最后通过对甲基橙的催化降解,来验证所制备的催化剂对于其他染料同样具有高催化活性。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究背景1.1.1 纳米技术与纳米材料1.1.2 纳米材料的物理特性1.1.3 纳米材料的应用1.2 纳米粒子的制备方法1.2.1 纳米微粒子的物理制备方法1.2.2 纳米微粒子的化学制备方法1.3 半导体光催化原理1.3.1 光催化机理和催化性能的调控机制1.3.2 影响催化反应的因素1.3.3 光催化反应的动力学基础1.4 论文构思第二章 纳米复合结构材料的制备与分析表征2.1 实验试剂与仪器2.2 材料的制备2O3纳米球状材料的制备'>2.2.1 CdS/Al2O3纳米球状材料的制备2O3纳米棒状材料的制备'>2.2.2 CdS/Al2O3纳米棒状材料的制备2O3纳米棒状材料的制备'>2.2.3 掺杂Au的CdS/Al2O3纳米棒状材料的制备2O3纳米棒状材料的制备'>2.2.4 CdSe/Al2O3纳米棒状材料的制备2.3 分析表征2.3.1 XRD分析2.3.2 粒度分析2.3.3 扫描电镜分析2.4 小结第三章 光催化降解实验3.1 实验装置3.2 分析方法3.2.1 实验方法3.2.2 最大吸收波长的确定3.2.3 绘制标准曲线3.3 光催化亚甲基蓝实验3.3.1 光催化验证反应3.3.2 空白实验3.3.3 暗反实验3.3.4 不同催化剂光催化亚甲基蓝对比反应3.4 光催化降解甲基橙实验3.4.1 甲基橙最大吸收波峰的测定3.4.2 甲基橙标准曲线的绘制3.4.3 甲基橙光催化降解实验3.5 外部因素对光催化反应的影响3.5.1 光强对光催化的影响3.5.2 光照时间的影响3.5.3 温度的影响3.5.4 催化剂用量的影响3.5.5 PH值的影响3.6 小结第四章 结论致谢参考文献攻读学位期间的研究成果
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