纳米金属铜及其复合材料的制备与光催化性能研究.pdf

ClassifiedIndex:T6参午 : Southwest Jiaotong University MasterDegree Thesis PEPARATION AND PHOTOCATALYTIC PROPERTY OF NANO METAL COPPER AND POSITE MATERIALS Grade:Postgraduate 20 10 Candidate:Huarong Liu Academic Degree Applied for:MasterDegree Speciality:Materials Science andEngineering Supervisor:Ximei Fan 西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并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。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于 ,在年解密后适用本授权书; ∥使用本授权书。(请在以上方框内打“v”) 学位论文作者签名:声I炭蓬日期:· 指导老师签名:触日期:沙限岁,加西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下: ,以氯化铜为原料,在水合肼的还原作用下成功地制备了纳米单质铜颗粒;并且研究了样品的结构、形貌和光催化性能。该方法在常温下进行,操作简单,不需要通入保护气体来防止纳米铜的氧化,适合纳米金属单质的制备。 ,氯化铜为原料,通过化学沉积法制备了铜/氧化锌复合材料,并研究了载体形貌以及单质铜沉积量对复合材料光催化性能的影响。 ,硝酸铜为原料,通过化学沉积法制备了铜/二氧化硅复合材料,研究发现原本不具有光催化性能的二氧化硅,在复合单质铜以后表现出较高的光催化性能,且周期实验显示光催化性能比较稳定。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名:必l花落日期: 妒h5‘>口西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要光催化剂能高效降解有机污染物,因而光催化技术有可能成为应对环境问题的重要手段之一。纳米铜(cu)颗粒因具有良好的发光性、导电性和催化性能而备受关注, 但是,纳米Cu颗粒作为光催化材料的研究报道较少。因此,研究将金属Cu纳米沉积到载体上制得高效光催化剂具有重要的理论意义和实用价值。本论文以单质Cu及其复合材料为研究对象,研究工作分为以下3个方面: (1)采用化学还原法,以氯化铜(CuCl2)为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为阳离子型表面活性剂,在水合肼(N2H4·H20)的还原作用下成功地制备了纳米单质Cu 颗粒。该体系中研究了铜离q乙(Cu2+)浓度和反应时间对纳米Cu形貌和光催化性能的影响。当Cu2+ mol/L时,制备的单质Cu为片状团聚体。随着Cu2+浓度的增加,单质Cu为粒状或块状颗粒形成的团聚体。当改变反应时间时,随着反应时间的增加,样品的团聚越严重。通过对10 mg/L甲基橙溶液(MO)的降解率来评价样品的光催化效率,测试结果显示Cu2+ mol/L且反应时间为3 h时制备样品的光催化性能最好。(2)在CTAB溶液中,以CuCl2为原料,N2H4"H20为还原剂,分别以氧化锌晶须()和氧化锌颗粒(ZnO)为载体,通过化学沉积法成功制备了纳米Cu颗粒沉积在氧化锌表面的复合材料。在Cu/,随着Cu2+百分含皇一---.t、,,-,U2+%)的增加, 即随着氧化锌晶须加入量的减少,,但 。当Cu2+%≤%时,Cu/T—ZnOw复合样品的光催化性能随Cu2+%的增加而提高;但进一步增大Cu2+%时,Cu/。当把单质Cu沉积到颗粒状氧化锌表面时,沉积在ZnO表面的金属铜颗粒数量随cu2+%的增加而增加。Cu2+%%带1J备的Cu/ZnO复合物样品的光催化性能达到最优。两组样品的光催化性能测试结果显示,氧化锌的形貌和金属Cu的沉积量都会影响复合物的光催化性能,且在氧化锌表面沉积适量的金属Cu 才能使复合物的光催化