不同微觀形貌和晶型氧化銦納米催化劑的制備及其光催化降解甲苯性能的研究.pdf

1、光催化降解有機(jī)污染物作為一種高級(jí)氧化技術(shù)，在環(huán)境污染物治理和控制領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著重要作用。In2O3作為光催化材料，具有光響應(yīng)能力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性強(qiáng)和容易合成各種微觀形貌等優(yōu)點(diǎn)，在光催化降解有機(jī)污染物方面具有很高的應(yīng)用價(jià)值。然而，In2O3作為光催化材料也有兩個(gè)顯著的缺點(diǎn):一是由于In2O3材料本身的禁帶寬度較大，只對(duì)紫外光有較好的吸收能力，而對(duì)在太陽(yáng)光中占很大比重的可見光幾乎沒有吸收能力，不能充分利用太陽(yáng)光的光能;二是In2O3

2、材料所產(chǎn)生的光生空穴-電子對(duì)容易發(fā)生復(fù)合，降低了材料的光降解效率。上述兩個(gè)問題的存在，限制了In2O3材料的光催化性能。本論文通過對(duì)In2O3光催化材料進(jìn)行微觀形貌調(diào)控和晶型調(diào)控，使In2O3材料的光催化性能得到提高。主要研究成果如下:
　　(1)利用溶劑熱法制備出無形態(tài)納米顆粒、微米球和空心微米球三種不同微觀形貌的bcc-In2O3光催化材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)In2O3光催化材料的微觀形貌調(diào)控。然后，對(duì)所制備的不同微觀形貌樣品進(jìn)行XRD

3、、SEM、TEM、DRS和氮?dú)馕?脫附表征分析。結(jié)果表明空心微米球樣品的微觀形貌為典型的空心薄殼結(jié)構(gòu)，光吸收邊界達(dá)到480 nm，孔徑分布集中在2～10nm，比表面積達(dá)到73.8 m2/g，具有較強(qiáng)的光催化性能。同時(shí)，以氣態(tài)甲苯為目標(biāo)降解物，考察了所制備的不同微觀形貌樣品的光催化降解性能。結(jié)果表明空心微米球樣品在5h降解率就已達(dá)到97.21％。此外，對(duì)樣品進(jìn)行了ESR表征測(cè)試，結(jié)果表明空心微米球樣品能夠產(chǎn)生更多的活性自由基。
　

4、　(2)利用溶劑熱法成功制備出bcc-/rh-In2O3混晶納米催化材料以及bcc-In2O3和rh-In2O3兩種單晶納米催化材料，并能通過適當(dāng)?shù)乜刂品磻?yīng)時(shí)間合成出不同比例的bcc-/rh-In2O3混晶納米催化材料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)In2O3納米催化材料的晶型調(diào)控。然后對(duì)所制備的樣品進(jìn)行了XRD、SEM、TEM、HRTEM和DRS表征分析。結(jié)果表明bcc-/rh-In2O3混晶樣品的微觀形貌為“楊梅狀”球體，各個(gè)晶型的晶面相互重疊和交錯(cuò)，有