功能化tio2纳米复合材料制备及其光催化性能的研究论文.pdf

独创性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的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得丞洼王些态堂或其他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。学位论文作者签名:李们l】驾签字慨≯。降3刖日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解丞洼工业太堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权丞洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名:李咱。辉导师签名:多雇乃L才仫签字日期:弘心年歹月13 u 签宁u期: 年月日万方数据学位论文的主要创新点本文首先采用溶剂热法,以乙二醇为溶剂,醋酸钠为还原剂合成Fe304 磁性微球。然后以Fe304为磁性核心,选择具有亲水性基团的碳层为连接桥梁,利用钛酸丁酯水解过程中产生的二氧化钛与亲水性基团的键合作用,******@Ti02光催化剂。本文研究合成******@Ti02光催化剂的过程中,选择在包碳的同时加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),从而形成了多孔结构的亲水碳层,进而增大了******@C微球的比表面积,增加了其表面的亲水性基团,实现了"ri02均匀快速地包覆在Fe304微球的表面。本文通过溶剂热法与水解法将Fe304磁性微球、石墨烯、Ti02微球三种无机材料相结合制备了******@******@Ti02复合光催化剂。该催化剂表现出较强的磁性能及光催化性能。万方数据摘要光催化氧化技术是一种利用光催化反应过程中形成的强氧化性自由基与大量有机分子反应以生成更容易生物降解或者毒性较低的分子的方法。该方法以其高效、环保和降解彻底的特性而被广泛应用,因此利用光催化氧化技术来去除污水中染料分子的方法成为当前的研究热点。光催化氧化技术的核心是光催化剂, 而在众多的光催化剂中,二氧化钛以其良好的光催化活性,稳定的生物和化学惰性,较强的氧化能力,无毒性,低成本,长时间的抗光腐蚀和抗化学腐蚀性,被认为是进行光催化降解污染物的最合适的材料。石墨烯因具有巨大的比表面积和大量存在于表面的自由移动的Ⅱ电子,而成为光催化剂中常用的辅助和基板材料。本实验首先将Ti02包覆于Fe304磁性微球的表面,制得既具有高催化活性又可以回收再利用的******@Ti02复合光催化剂。其次,选择石墨烯作为载体, 将******@Ti02催化剂负载于其表面,石墨烯为光催化剂提供了大面积的基底官能团与自由的活性电子。(1)采用水热法合成Fe304磁性纳米微球,以此为磁性核心,以具有亲水性基团的碳层为连接桥梁,利用钛酸丁酯水解过程中产生的二氧化钛与亲水性基团的键合作用,从而制得了******@Ti02光催化剂。研究结果证明:核壳结构的 ******@Ti02复合物中的Ti02包覆层厚度均匀,而且该球形催化剂大小一致,不仅有效地提高了光降解效率,而且在外加磁场的作用下能够快速的分离回收。(2)采用还原一步法制得了磁性石墨烯复合材料(******@RGO),以 ******@RGO为载体,通过先在其表面接枝亲水性集团再包覆二氧化钛的方法制得了******@******@Ti02复合光催化剂。研究结果表明:石墨烯表面的磁性纳米微球Fe304颗粒均匀,晶型良好,表现出较强的磁性能,不仅有利于整个复合物比表面积的提高,而且使复合物具备在外磁场作用下容易分离的新特性。最后, 用该纳米复合材料进行光催化性能测试得出:当******@******@Ti02的浓度为 ,用于催化浓度为5×10’7mol/L的罗丹明B溶液,在20rain时达到光解平衡,且最大光催化效率达到94%,,相同浓度的罗丹明B溶液的光催化降解率达到最大值所需的光照时间仅为10min,而且降解率增大为97%。关键词;光催化氧化技术;二氧化钛;磁性石墨烯复合材料;有机染料万方数据 Abstract Photocatalytic oxidation technology is a method which utilizes the reaction between the strong oxidizing radicals and anumber anic molecules during photocatalytic reaction toproduce more readily biodegradable orlesstoxic molecu The method are widely used forits