钛酸锶的改性及光催化性能研究

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1、大连理工大学硕士学位论文钛酸锶的改性及光催化性能研究姓名：颜竞申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张守臣20070601大连理工大学硕士学位论文摘要光催化氧化一还原技术处理各种污染物是当今被广泛关注和研究的热点课题之一，该技术具有高效、节能、无二次污染等优点，应用前景十分广阔。钙钛矿复合氧化物以其独特的晶体结构，在电磁性、气敏性、光催化、电化学等方面表现出优异的化学性质；而且它们的活性也因结构中分子或离子的不同而改变。在光催化方面，SrTi03是其中较为典型的一种，它有良好的理化性质，在光解水时显示出优异的光催化性能。本文采用溶胶．凝胶法合成了SrTi03及其金属掺杂的一系列光催

2、化剂，通过x射线衍射仪fXRD)、透射电予显微镜(TEM)、紫外．可见分光光度仪(UV．Vis)等手段对各种掺杂催化剂的结构进行了表征，并研究了它们对亚甲基兰的光催化降解性能。主要研究结论：1．实验中照射光源、亚甲基兰的初始浓度、反应器形状等因素对光催化剂SrTi03光催化反应活性都有影响。亚甲基兰存在一个最佳初始浓度。2．在紫外光以及可见光照射下，光催化剂SrTi03中掺入zr4+离子可以大大提高催化剂的光催化效率。并且，值得注意的是，Zr4+离子最佳掺杂浓度高达8％，此掺杂浓度催化剂在紫外和可见光区的催化降解性能高于未掺杂催化剂约4倍。Lf+离子和Ba2+离子在sr位置的掺杂对催化

3、剂未见可察觉的影响。3．在紫外光以及可见光照射下，光催化剂SrTi03中同时掺入La2+和v5+离子也可以大大提高催化剂的光催化效率。v5+和La2+离子最佳掺杂浓度分别为1．5％和O．5％。同样，La2+离子掺杂对催化剂性能影响小于v计。4．很多金属离子的掺杂反而会降低催化剂的光催化性能，例如Cu和Mn。5．在紫外光照射下，实验中合成的所有掺杂光催化剂的催化活性大小顺序为：Sr0999Lao001Tio920Zro傩03>Sro995‰005Ti0955Vo01503>SrlLaoTio．995Nio．00503>SrlLaoTio．辨sMoo．00503>Sr099Lao．oiTi

4、o999Fe0，00103>Sro．995LaooosTilCLI003>Sro．999La0001Tio．999Zn000103>Sr0995La0005TilMn003．而在太阳光照射下，zr和V掺杂的光催化剂性能也明显大于其他催化剂。关键词：光催化；钙钛矿；溶胶一凝胶法；亚甲基兰；钛酸锶钛酸锶的改性及光催化性能研究StudyontheModificationofPerovskitePhotocatalystsandthePhotocatalyticPropertyAbstractTreatingvariouscontaminationsbyphotocatalyticredoxi

5、sallimportantsubjectwithpracticalvalueandithasa】m嗡ctedconsiderableattention．Itsadvantageishighefficiency。economyandnosecondal'ypollution．Compoundswiththeperovskitestructurehaveinterestingchemicalandphysiealpropertiesinsuchfieldsaseleetromaguetic，gassensitivity，photocatalysis，electrochemicalactiv

6、ity，andtheirpropertieschangessubstantiallywithvariouskindsofmoleculesorionsinthesmlcture．Inthefieldofphotocatalysis，asaperovskitecompound，SrTi03，isknownt0beatypicalphotocatalystfortheoveralldecompositionofwaterintoH2and02．Inthispaper,aseriesofphotoeatalysts(SrTi03)werepreparedbysol·gelmethodandt

7、heirphotoeatalytieactivitiesofNOxdegradationwb盥'estudied．Atthesanletime，thesampleswerecharacterizedbyUV．Visspeetrophotometer(UV—Vis)、X-raydiffraction(XRD)andScanningElectronMieroseopy(SEM)．nleconclusionsofthepapershow：1．Thep