可见光活性纳米磁性复合材料的制备与催化性能研究.pdf

中文摘要固液光催化体系的发展和推广应用一直以来存在两个关键点:一是如何提高催化活性:二是催化剂的分离和回收以及重复使用性。具有金属对金属电子转移metal- chargetransfer(MMCT)性能的杂双金属氧化物复合材料是一种高效的光吸收激发材料,可以在可见光激发下催化有机化合物的氧化还原反应。因此,根据实际需要和金属的氧化还原电势,选择合适的金属物种和适宜的制备方法,(MMCT)中心,制备出在可见光激发下能够催化有机污染物氧化还原降解反应的新型催化剂,成为了一个新的热点研究领域。将光诱导催化活性中心固载于磁性纳米粒子上,可以采用用磁分离方法,十分便利地解决纳米催化剂的分离和回收的问题。本文在大量调研文献的基础上,,并将Ti4+/M叶(MMCT)固载在 ,用XRD、TEM、UV-Vis和IR等手段对制备的磁性纳米复合材料样品进行了表征,并以苯酚和亚甲基蓝的氧化降解为模型反应,考察了材料在可见光下的催化性能。主要内容如下: 1、综述了纳米材料的制备和特性、光催化材料的发展及其在有机污染物催化降解领域中的应用。 2、,并将Ti4+/Sn2+(MMCT) Sn/,对样品进行了表征,考察了其在苯酚的光降解反应中的催化性能,以及外界条件对样品催化效能的影响。研究发现样品磁响应性好,呈纳米形态(粒径约为80 nm), 在可见光区表现出MMCT吸收。在通氧气和常温条件下,当 pH为4,以Sn含量为4 wt%,在可见光激发下催化苯酚的氧化降解反应,%。 3、把Ti4+/Ce3+(MMCT),制备了磁性纳米复合材料,考察了Ce/Ti—Si02-Fe304纳米复合材料在不同条件下对苯酚氧化降解反应的催化性能。研究发现所得的磁性纳米复合材料磁响应性好,在可见光区表现出很强的MMCT吸收,对苯酚光降解反应具有良好的可见光催化降解活性。常温通氧条件下,当pH为4时,以Ce含量为2 wt%的Ce/ 为催化剂,在可见光下对苯酚光降率达到了9 1。43%。催化剂易回收,重复使用性好。 4、将Ce/,应用到模拟染料废水处理当中,催化氧化分解亚甲基蓝染料。研究了染料浓度,pH值,添加H202含量等因素对亚甲基蓝脱色率的影响,并对反应机理进行了探讨。结果表明,pH=8,初始浓度为60 mg/L的亚甲基蓝溶液, mL/L时,复合 Ce/,且在循环使用三次后催化活性依然保持良好。关键词:磁性复合纳米粒子,可见光催化剂,苯酚,MMCT, 亚甲基蓝 ABSTRACT Inthedevelopment and application ofsolid—liquidphotocatalytic systems,two key problems should be paid isthe enhancement ofthephotocatalytic activityand theotheristheseparation, recovery,and reuse posites of two metal oxides, which are ofmetal-to—metal charge transfer character(MMCT),are considered tobeeffectivephoto absorbent andphoto—inducing agents which Can beused ascatalysts for redox pounds isnewly developed hotfield toprepare novel catalysts tomeet theactualdemands ofthedegradation anic pollutants by choosing a suitable pair of metals for constructing MMCT. Immobilization ofphoto—induced catalyticspecies onto particl