zno_c和ag_zno复合材料的制备及其光催化性能研究

《zno_c和ag_zno复合材料的制备及其光催化性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文ZnO/C和Ag/ZnO复合材料的制备及其光催化性能研究论文作者：赵路平学生类别：全日制学科门类：理学学科专业：有机化学指导教师：张惠欣职称：高级工程师2017年5月DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofOrganicChemistryPREPARATIONOFZnO/CANDAg/ZnOANDTHEIRENHANCEDPHOTOCATALYTICPERFORMANCESTUDYbyZhaoLupingSupervisor:Senior

2、Engineer.ZhangHuixinMay2017摘要有机染料废水危害极大，它的处理一直是科学界研究的热点，最常用的方法是吸附法和光催化法。而光催化法是将染料分子彻底降解成H2O、CO2等无机小分子，操作简单，成本低，能够彻底解决吸附法治标不治本的缺点。随着纳米科技的飞速发展，新型光催化剂及光催化技术不断涌现，使它得到了更为广泛的认同和发展。纳米ZnO具有高的比表面积和适中的禁带宽度，无毒无害，价格低廉易得，可回收利用。为此，本文着眼于染料废水处理，就其光催化性能改进开展研究，具体内容如下：制备并表征了六种咪唑类离子液体，研究了它们对微晶纤维素的溶解情况，其中1-丁基-3-甲基咪唑氯

3、盐BMIMCl给出了最高溶解度（13.2%）。设计并分两步制备了ZnO/C复合光催化剂：选用BMIMCl为溶剂，以NaOH水溶液为共沉淀剂，通过水热法体制备了纳米氧化锌/纤维素前驱体，再煅烧去除纤维素模板得ZnO/C催化剂。进行了光催化剂的XRD、XPS、SEM、UV等表征和表面吸附分析，数据显示，纳米ZnO没有发生团聚，其光利用率得到改善。进行了甲基橙光催化降解实验研究，考察了ZnO负载量、甲基橙初始浓度和催化剂用量等影响因素，结果显示，取得最佳光催化效果的条件是：ZnO负载量27.6%、甲基橙初始浓度2mg/L、催化剂用量60mg/50mL。结合离子液体设计并制备了Ag负载的ZnO复

4、合催化剂，用XRD、XPS、SEM、UV、PL和EIS等进行了结构与性能表征，籍亚甲基蓝和苯酚水溶液的光降解反应研究了复合催化剂的光催化性能。研究表明，Ag起电子沉积中心的作用，复合催化剂存在最佳的银负载量和最佳催化剂用量，动力学研究证实，甲基橙和亚甲基蓝的光催化降解过程都是准一级反应。最后，利用自由基捕获剂捕获光催化反应中的活性物种-空穴、超氧自由基和氢氧自由基，并结合XPS等分析方法，研究了本文合成的催化剂之光催化降解机理，结果显示，在染料处理过程中，氢氧自由基和超氧自由基同时发挥作用，且作用相当，空穴含量的减少可在一定程度上阻碍光生电子和空穴的复合。关键词：光催化氧化锌水处理Ag负

5、载碳负载IABSTRACTDyewastewater,suchasMethylOrange(MO)andMethyleneblue(MB)cancauseseriouscontaminationtohumanandenvironmentiftheyarenottreatedproperly.Adsorptionandphotocatalysismethodsaretwomainapproachesthatarebeingusedindyewasterwatertreatment.Adsorptionmethodisthemostusedphysicaltreatmentwhichwork

6、byremovedyemoleculefromoneplacetoanother.However,dyewastewatercannotbecompletelydegradedbythismethod.Photocatalyticdegradationreceivedgreatamountnumberofrearchandstudybecauseofitsexcellentdyeremovalability,convenienceandlowcosting.NanosizedZincOxide(ZnO)gotlotsofattentionasthenanotechnologysoarin

7、g.Itisatypicalwideband-gapsemi-conductingmaterialwithexcellentperformanceandhighsurfacearea.What'smore,becauseofitsuniquesurfaceeffect,quantumeffect,dielectricconfinementeffects,aswellashighphotoactivity,non-toxicity,g