论文摘要
光催化氧化技术因其高效、节能、操作条件温和无二次污染等优点,是一个很有发展前景的水处理技术,相应的光催化材料也得到了广泛的研究。鉴于ZnO在光催化领域显示出的独特优势,本文利用简单水热法制备纳米棒状ZnO和不同比例（摩尔比）Bi2O3-ZnO纳米复合光催化剂。X-射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）、紫外-可见漫反射图谱（UV-Vis）、比表面积（BET）、Zeta电位、傅里叶红外（FT-IR）等表征分析结果表明：所合成的ZnO为铅锌矿结构、结晶度好、样品纯净,所合成的ZnO样品为纳米棒状,其中0.25% Bi2O3-ZnO复合光催化剂颗粒的直径约为10μm,长度约为60μm,样品比表面积较小,样品表面具有大量的吸附氧存在；所合成的的具有不同摩尔比Bi203的Bi2O3-ZnO复合光催化剂均具有较好的可见光响应,在酸性条件下,上述Bi2O3-ZnO复合光催化剂具有较高的吸附性能。在可见光光催化降解实验中,本文选择靛蓝胭脂红（IC）作为目标污染物,考察所合成的纳米光催化剂的催化活性。结果表明,Bi2O3-ZnO复合光催化剂的催化降解效果要明显高于ZnO,其中以2.5% Bi2O3-ZnO复合光催化剂为催化剂,在可见光照射下,初始浓度为30 mg/L的IC的去除率为88.8%,2.5% Bi2O3-ZnO复合光催化剂的催化活性要优于N-TiO2。。同时本实验还研究了催化剂投加量、染料初始浓度、染料溶液pH值、无机盐的含量对光催化降解靛蓝胭脂红效果的影响。此外,我们研究了2.5% Bi2O3-ZnO复合光催化剂的回收利用情况,实验结果表明所合成的复合光催化剂在光催化反应过程中物质结构稳定,经过多次循环使用后依然能够高效率降解IC,最后我们研究了Bi2O3-ZnO复合催化剂的光催化机理。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 引言1.2 半导体光催化技术概述1.3 半导体光催化氧化还原机理1.4 提高光催化剂催化性能的方法1.4.1 金属离子掺杂1.4.2 非金属元素掺杂1.4.3 表面光敏化1.4.4 贵金属沉积1.4.5 半导体的复合1.5 纳米ZnO光催化剂1.6 水热法制备纳米ZnO1.7 本文研究内容和意义2O3-ZnO复合光催化剂的制备和表征分析'>第二章 Bi2O3-ZnO复合光催化剂的制备和表征分析2.1 实验材料与方法2.1.1 实验药品2.1.2 实验仪器2.2 催化剂的制备方法2O3-ZnO复合催化剂的表征结果及分析'>2.3 Bi2O3-ZnO复合催化剂的表征结果及分析2.3.1 表征手段及仪器2.3.2 X射线衍射（XRD）2.3.3 紫外-可见漫反射吸收谱（UV-vis吸收谱）2.3.4 SEM表征分析2.3.5 X射线光电子能谱分析（XPS）2.3.6 等电点2.3.7 PL表征分析2.3.8 傅氏转换红外线光谱（FT-IR）2.3.9 比表面积（BET）2.4 本章小结2O3-ZnO复合光催化剂性能研究'>第三章 Bi2O3-ZnO复合光催化剂性能研究3.1 实验试剂和方法3.1.1 实验试剂3.1.2 实验仪器3.2 染料的选择及其分析方法3.2.1 靛蓝胭脂红3.2.2 分析方法3.2.3 靛蓝胭脂红标准曲线的绘制3.3 反应装置和操作流程3.4 实验结果与分析2O3的光催化效果'>3.4.1 商用ZnO与Bi2O3的光催化效果3.4.2 染料光降解实验3.4.3 暗态吸附试验2O3-ZnO的光催化效果及动力学研究'>3.4.4 不同比例Bi2O3-ZnO的光催化效果及动力学研究3.4.5 光催化降解靛蓝胭脂红的TOC及其动力学研究3.4.6 IC浓度对催化活性的影响3.4.7 催化剂投加量对催化活性的影响3.4.8 溶液pH值影响3.4.9 不同盐对催化效果的影响2O3-ZnO复合催化剂对不同染料的催化效果'>3.4.10 2.5% Bi2O3-ZnO复合催化剂对不同染料的催化效果2O3-ZnO复合催化剂与N-TiO2对比'>3.4.11 2.5% Bi2O3-ZnO复合催化剂与N-TiO2对比3.5 本章小结第四章 催化剂的稳定性与复合催化剂催化机理的研究2O3-ZnO回收降解IC的研究'>4.1 2.5% Bi2O3-ZnO回收降解IC的研究2O3-ZnO回收后结构稳定性研究'>4.1.1 2.5% Bi2O3-ZnO回收后结构稳定性研究4.1.2 光催化效果的稳定性2O3-ZnO复合光催化剂的催化原理'>4.2 Bi2O3-ZnO复合光催化剂的催化原理4.3 本章小结第五章 研究结论与展望参考文献攻读硕士期间主要科研成果致谢
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Bi2O3-ZnO复合光催化剂的水热法合成、性能表征及光催化降解靛蓝胭脂红的研究
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