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文檔簡介
1、摘要能源短缺和環(huán)境污染是當(dāng)前人類面臨的重大挑戰(zhàn)。光催化技術(shù)是近年來興起的一門治理污染物的熱門技術(shù),可以將低密度的太陽能轉(zhuǎn)化為高密度的化學(xué)能和電能,直接利用太陽光降解礦化水與空氣中的各類污染物,對有機(jī)污染物也有很好的去除率。本文合成的光催化劑是利用膠體與界面化學(xué)的原理制成水介質(zhì)中表面活性劑分子有序組合體與小分子有機(jī)物共筑的復(fù)合軟模板,用于BiOI微納結(jié)構(gòu)的可控合成和Fe304@Bi203、Fe304/BiOI磁性復(fù)合光催化劑的合成。利用P
2、EG4000DL天冬氨酸復(fù)合軟模板成功實(shí)現(xiàn)了花狀、圈狀的BiOI等形貌、尺寸和結(jié)構(gòu)均一化合成和Bi203、BiOI在Fe304微球表面的包覆和復(fù)合。放大合成后,對其進(jìn)行理化性質(zhì)和光催化降解污染物方面的研究。合成過程中,探索了添加劑濃度、比例等實(shí)驗(yàn)參數(shù)對欲制備的微納材料的結(jié)構(gòu)、形貌等的影響。繼而探討鉍基半導(dǎo)體對有機(jī)污染物降解的有效性和可行性、Fe304微球與鉍基半導(dǎo)體形成復(fù)合物之后的磁性大小及對污水中污染物光催化降解情況和循環(huán)使用情況。所
3、制得的微納材料分別用FE—SEM、TEM、XPS、BET、XRD、VSM、FTIR、UVDRS等手段進(jìn)行了表征和分析。本文的主要研究內(nèi)容如下:1以六水合三氯化鐵(FeCl36H20)為單一鐵源、丁二酸(C4H604)為連接劑和分散劑、乙酸鈉(CH3COONa)為均相沉淀劑,以及1,2丙二醇(C3H802)作為還原劑,用溶劑熱法成功制得具有磁化強(qiáng)度高(88emu/g)、單分散性好的Fe304微球。以Bi(N03)35H20為鉍源、Fe30
4、4微球?yàn)楹耍蛩貫榫喑恋韯?,在自主?chuàng)新的PEG4000一DL天冬氨酸復(fù)合軟模板的調(diào)控作用下,通過簡單的常壓回流方式成功合成出形貌、尺寸較為均一的制備出了核殼結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體Fe304@re(OH)3,該核殼結(jié)構(gòu)是由200nlTl左右的Fe304微球?yàn)楹?,片厚約為30nm的片狀Bi(OH)3為殼組成的,殼層厚度約為50~100nlTI。將棕色前驅(qū)體Fe304@Bi(OH)3經(jīng)過350。C煅燒得紅棕色核殼結(jié)構(gòu)的Fe304@Bi203。探究了P
5、EG4000、DL天冬氨酸、Bi0NT03)3、回流時間等對前驅(qū)體Fe304@Bi(OH)3尺寸和形貌的影響。低溫N2吸附脫附實(shí)驗(yàn)顯示,具有核殼結(jié)構(gòu)的Fe304@Bi203的比表面積為198m2/g。在以甲基紫為模型反應(yīng)的紫外光降解試驗(yàn)和可見光降解實(shí)驗(yàn)中,具有磁性的Fe304@!Bi203表現(xiàn)出對甲基紫的良好光催化降解活性。2以Bi(N03)35HzO和KI為主要原料,加入PEG4000一DL天冬氨酸復(fù)合軟模板中,尿素為均相沉淀劑,通過
6、常壓回流的方法成功合成形貌尺寸均一的花狀和圈狀BiOI微AbstractEnergyshortageandenvironmentalpollutionarethemajorchallengeswhichmankindfacingPhotocatalytictechnologyisapopulartechnologyinrecentyearsItCantransformthesolarenergyintosolarenergywithhi
7、曲densityandelectricenergyItcanusesolarenergytodegrademineralizedwater,airpollutantsandorganicpollutantsdirectlyandwithgoodremovalrate。Inthispaper,themicronanoBiOI,F(xiàn)e304@Bi203andFe304/BiOImagneticcompositesweresynthesized
8、accordinganovelcompositesofttemplatemethod,whichwasconstructedbyPEG4000andDLasparaginicacidUsingthiscompositesofttemplate,notonlyflowerlikeBiOInanomaterialwithuniformmorphologyandsizewassuccessfullysynthesizedbutalsoBi20
9、3andBiOInanomaterialsCanbecombined、衍thFe304nanopartMestoformtheirmagneticcompositesAfteramplificationsynthesis,theirformationmechanisms,physicalandchemicalpropertiesandtheirapplicationinphotocatalysiswerealsostudiedInthe
10、processofmaterialsynthesis,theexperimentalconditionssuchastheadditiveconcentrationandreactiontimewereinvestigatedtoexploretheireffectsonstructures,shapesandsizesofmaterialsTheeffectivenessandfeasibilityofbismuth—basedsem
11、iconductortodegradeorganicpollutantsandthechangesofmagneticpropertiesaftertheFe304microspherescombinedwimbismuth—basedsemiconductorwerediscussedFESEM,TEM,XPS,BETXRD,VSM,F(xiàn)T—IRandUVDRSwereusedincharacterizingandanalyzingth
12、ematerialsandtheirapplicationsThemainresearchcontentofthispaperisasfollows:1ThemonodisperseFe304nanosphereswerepreparedwithsolvothermalmethodbyusinghexahydratedferricchloride(FeCl3’6H20)assinglesourceofiron,succinicacid(
13、C4H604)asconnectionagentanddispersingagent,sodiumacetate(CH3COONa)ashomogeneousprecipitationagent,and12一propyleneglycolC3H802asthereducingagentThepreparedFe304hashi:ghmagnetizationintensityreachedto88emu/gThentakingPEG40
14、00DLasparaginicacidasthecompositesofttemplate,F(xiàn)e304ascore,Bi(N03)35H20asbismuthsourceandureaasthehomogeneousprecipitatingagent,F(xiàn)e304@Bi(OH)3withhomogeneousmorphologyandsizewereobtainedbysimpleatmosphericrefluxingThisFe30
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