鈷酞菁敏化的中空Fe3O4@SiO2@TiO2的合成及其光催化性能研究.pdf

1、為了有效控制水環(huán)境中有機污染物，本文制備了一種能夠在可見光范圍內(nèi)得到響應(yīng)，同時具有磁響應(yīng)的“有機-無機”復合光催化劑Fe3O4@SiO2@TiO2@CoPcS，探討了其在紫外光和可見光下對亞甲基藍溶液的光催化降解及其對有機物分子的光降解機理。主要研究內(nèi)容有：
　　首先，采用溶劑熱的方法制備了中空 Fe3O4微球，然后通過 St?ber方法在Fe3O4表面包覆無定形態(tài)的SiO2，由鈦酸四丁酯水解在Fe3O4@SiO2表面沉積TiO2

2、，最后敏化劑鈷酞菁的負載是通過浸漬的方法以靜電荷相互作用與TiO2結(jié)合。通過XRD、FT-IR、TEM等一系列的分析表征方法對其進行表征，表明制備的Fe3O4是單分散，粒徑大約在350 nm，包覆SiO2后，F(xiàn)e3O4@SiO2材料表面變得很光滑。TiO2粒徑大約在10~20 nm，屬于銳鈦礦型。紅外光譜和紫外-可見漫反射光譜結(jié)果都表明了CoPcS成功負載到Fe3O4@SiO2@TiO2上，有效地將其吸收光譜拓展至可見光區(qū)，但對它的晶型

3、結(jié)構(gòu)幾乎無影響。Fe3O4@SiO2@TiO2@CoPcS復合材料在室溫下是鐵磁性的，在5000Oe時的飽和磁化強度為35.9 emu g-1。
　　其次，將制備的形貌規(guī)則且分散性良好的Fe3O4@SiO2@TiO2@CoPcS復合光催化劑分別在模擬日光和可見光下應(yīng)用于亞甲基藍溶液的光催化降解。在模擬日光下，本文分別考察了鈷酞菁的負載量、染料的初始濃度、催化劑的濃度及 pH對光催化降解的影響。在可見光下，結(jié)果表明 Fe3O4@Si

4、O2@TiO2@CoPcS復合材料的光催化活性達到86.4％，高于Fe3O4@SiO2@TiO2的催化活性。采用熒光色譜的分析方法對OH?自由基進行定量的檢測，證實了OH?自由基的存在。而且Fe3O4@SiO2@TiO2@CoPcS復合材料在重復使用的實驗中也展示了較強的穩(wěn)定性。
　　最后，本文對Fe3O4@SiO2@TiO2@CoPcS復合材料對有機物分子的光催化降解機理進行了探究。在紫外光下，敏化劑鈷酞菁在其中起到了傳遞電子的