铁钴镍纳米氧化物复合氧化物的制备及其光电催化性能.pdf

中国科学技术大学
博士学位论文
铁钴镍纳米氧化物复合氧化物的制备及其光电催化性能
姓名:潘路
申请学位级别:博士
专业:无机化学
指导教师:张祖德
20100401
如,,和春涎趸锊牧稀锵喾治霰砻鳎圆菟犸С恋砑林摘要环伏安法研究了在碱性介质中修饰到玻碳电极上的各产物对对硝基苯酚还原的铁、钴和镍的氧化物及复合氧化物在磁性材料、催化剂、传感材料及电池等方面有着及其广泛的应用。探索铁、钴及镍的复合氧化物合成方法及扩展其应用范围具有重要的意义。本论文的主要内容归纳如下:饕2捎盟确ê铣闪司哂胁煌蚊驳奶㈩芗澳牡ヒ谎趸锊铩控制条件下成功地制备了擅灼纳米粒子、擅灼⒛擅管及纳米粒子以及擅灼涂招那颉=趸锊镄奘蔚讲L嫉缂贤ü循环伏安法考察了其在碱性介质中对对硝基苯酚还原的催化性能。结果表明,擅灼纳米管及纳米粒子和擅卓招那蛳允玖私细叩牡绱呋活性。可见光照射下,考察了铁、钴及镍的氧化物催化双氧水氧化降解甲基橙的催化活性,各种形貌的氧化物对甲基橙的降解都有一定的催化性能。捎盟旆ㄖ票噶薃疐纳米球和纳米粒子,球状/春涎化物,以及不同/摩尔比的疐纳米结构的复合氧化物产物。采用循电催化的性能。相对于裸玻碳电极,这些复合产物对对硝基苯酚还原的催化主要表现为峰电流明显增大。不同/摩尔比的疐纳米复合氧化物用于可见光照射下双氧水氧化降解甲基橙及对硝基苯酚的催化剂,它们对甲基橙及对硝基苯酚的降解均显示出较强催化性能。捎眉虻ヒ卓氐姆椒ê铣闪似春凸茏吹腁疌、低维的/备的疌Χ任:,而春涎趸镌蛭;煸友趸镒槌伞Q芯苛撕铣傻母春涎趸物在碱性条件下对对硝基苯酚还原的电催化性能。结果表明,.复合氧化物能使对硝基苯酚在较低的电位下有效进行反应,.复合氧化物催化对硝基苯酚以较大的峰电流进行还原,而瓹,和春涎趸锒远韵趸酚的还原表现出一般或较弱的催化性能。沉淀法制备的疌复合氧化物对甲基橙降解的光催化性能表明,/摩尔比高的复合物显示了较高的催化活性。
关键词:铁复合氧化物,钴复合氧化物,镍复合氧化物,修饰电极,电催化,褂盟龋芗寥群铣煞椒ㄖ票噶/擅琢W印⒛擅灼⒖招那颍/招那蛞约癈/擅灼春涎趸铩2捎醚贩卜ㄑ芯苛薓/刊堍,镌诩钚蕴跫露远韵趸椒踊乖牡绱呋阅堋=峁允菊庑复合氧化物能使对硝基苯酚在较低的电位下有效进行还原。研究了疦纳米片在可见光照射下双氧水氧化降解对硝基苯酚的催化性能。结果表明,高/摩尔比的复合氧化物对对硝基苯酚的降解显示出较高的催化活性。光催化,对硝基苯酚,甲基橙摘要
,—.—,猼猵瑂雒琧瑂琧..,,,.,瑃瓵疐/琣疐/.琍—珻/
.甌.—/狢瓵,猲篿琫琾琍疌,/甋/.—甌,疌/.籹,疦瑆/琧琻
中国科学技术大学学位论文原创性和授权使用声明本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。年作者签名:月日
第履擅撞牧虾吞苣笛趸锔春涎趸镅芯引言纳米材料的特性介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。构成纳米材结构上的特殊性使其在声、光、电、磁、热性能等具有与体材料一系列完全不诺贝尔奖获得者在上世纪六十年代曾经预言:如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看到材料的性能产生丰富的变化。他所说的材料就是我们常说的纳米材料。纳米材料是目前材料科学研究的一个热点,其相应发展起来的纳米技术被公认为是世纪最具有前途的科研领域。纳米材料又称纳米结构材料,!⒃哟氐、一维擅紫摺⒛擅坠堋⒛擅装艏澳擅状和二维结构擅灼⒛擅妆∧ぁ⒊晶格等.】。这种空间维数是指材料结构未被约束的自由度。此外,根据材料粒子的聚集状态,纳米材料大致可以分为纳米颗粒和纳米固体。纳米颗粒是指颗粒尺寸为纳米量级的超细微粒,它介于原子团簇与宏观物体交界的过渡区域俊D擅坠烫迨怯赡擅卓帕>奂傻目樽床牧稀⒈∧ぁ⒍嗖隳ず拖宋总体而言,纳米材料研究的对象主要包括两个方面:一是系统地研究纳米材料的性能、微观结构和谱学特征,通过与块体材料对比,发现纳米材料特殊的构建规律,建立描述和表征纳米材料的新概念和新理论,发展和完善纳米材料科学体系;二是发现合成新型的纳米材料和新颖的纳米结构的有效手段【.