稀土TiO2沸石三元光催化剂制备及其光催化性能研究.pdf

西南科技大学
硕士学位论文
稀土-TiO<,2>-沸石三元光催化剂的制备及其光催化性能的研究
姓名:周天亮
申请学位级别:硕士
专业:材料物理与化学
指导教师:宋绵新
20070501
要摘西南科技大学硕士研究生学位论文随着环境污染日益严重,利用半导体光催化剂来催化降解有机物的研究已成为热点。鹤魑R恢只钚愿摺⒒榷ㄐ院谩⒍匀颂逦藓Φ陌氲继澹理想的光催化剂。W魑9獯呋潦保J褂眯√逑怠P√逑邓淙患虻方便,与反应物接触充分,光解效率较高,但因为?帕<O感。褂中存在着难以回收、容易中毒,且当溶液中存在高价阳离子时,催化剂不易发散等缺点。负载后的核淙淮呋钚陨杂薪档停ú⒉挥跋焓导视τ茫并能克服上述不足,当使用较为先进的负载技术或光化学反应器时,甚至会获得更高的催化效率。稀土元素由于具有独特的核外电子结构,并由此产生多样的电子能级,适当的掺杂能提高5墓獯呋芰Α实验选用罨男狈⒎惺魑猅:的载体,通过溶胶一凝胶法制备了稀土元素掺杂的、沸石负载的、具有较高稳定性的三元光催化剂。使用、—和仁侄味云浣辛吮碚鳌R蕴艄馕9庠矗饨解***橙的实验表明,稀土元素掺杂量为%时,光催化的效果达到最高。却墓獯呋裂罚渖细涸氐腡:为含有少量金红石相的锐钛矿相混晶,对***橙具有较高的分解速率。反应体系的温度越高,***橙最终分解率也越大。溶液初始浓度对光催化效果有一定的影响:光催化剂对较高浓度的***橙分解效果差。溶液的值为保獯呋约谆鹊姆纸效率最高。对于沸石负载的9獯呋粒涠圆煌谢锏墓獯呋Ч不同,有机物的分子量和表面电荷最终决定光催化的效果。作为比较,实验采用微波辐射法制备了光催化剂样品,通过催化实验发现,微波辐射法是一种较好的制备沸石负载汗獯呋恋姆椒ǎ涫奔湮的样品光催化效果和嫒却返牟罹嗖淮螅腋梅椒ǹ焖伲谑◇踉矗制备过程中如何精确地控制样品水量有待进一步研究。实验采用篛:光化学催化氧化法实现光催化剂的活化。实验结果表明:光催化剂活化后,其催化分解***橙的能力基本上能恢复到原先的水平,但活化次数增加后,光催化能力有一定的下降,应是由光催化剂的绝对失活引起。关键词:沸石稀土三元体系第光催化
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聊删嘲慨加彳拶鞍签名.【刘盈期砂蝦独创性声明关于论文使用和授权的说明本入声明:所呈交的论文是我个人在导师指导下蛭腋鋈搿进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文的复印件,允许该论文被查阅和借阅:学校可以公布该论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复毒侄伪4媛畚摹C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑签名:
前言西南科技大学硕士研究生学位论文第是八十年代国际社会提出的一个新概念,是指发展既满足当代人需求,又不危及后代人并能满足其需求的能力。年碌诎私烊ü嗣翊泶蠡岬谒拇位嵋樯****迅谜铰哉饺范ㄎ中国今后经济和社会发展的两大基本战略之一。随着我国经济的高速发展,环境污染日益严重,可持续发展战略正受到前所未有的挑战,水资源危机已然出现,水生态环境的倒退越来越突出。据国家环保总局公布的《中国环境状况公报》显示“浩叽笏抵幸延薪话氤鱿至搜现氐暮佣挝廴荆渲要特征是有机污染;全国废水排放总量为亿吨,,%的水源地存在着有毒有机污染物超标:我国每年因水污染造成的经济损失达谠#ü芪廴镜呐┨镉嗤蚬辏损失粮食诠ń铩4庸怪托成缁岬慕嵌瘸龇ⅲA俗铀锖蟠某ぴ斗展,污水处理与环境保护正成为一个迫切的命题摆在科技工作者的面前。在众多的废水处理技术中,半导体光催化氧化是一项非常具有前景的技术。该技术具有节约能源,不产生二次污染和处理效率高等特点,这为降解废水提供了新的思路。其原理是采用大于半导体能带宽度的光照射半导体,半导体价带上的电子一患し⒌降即在半导体当中,常常****惯把填满电子的最高的能带称价带,有时候叫它“满带”,就是全部填满电子的带。最高的没有填电子的带叫空带,或者叫导带。价带和导带之间就成为一个禁带,也就是能带宽度,就是在这个能量范围里不存在任何能级状态。希⒘。当半导体内存在合适的俘获剂或表面缺陷态时,电子一空穴对的重新复合就会受到抑制,催化剂的表面发生氧化还原反应。没有复合的、且