离子掺杂烧绿石型钽酸钠纳米材料的制备及光催化活性研究.pdf

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1、研究生：更麽旦指导老师：王堕晶数援专，业：丝堂研究方向：盆王挝料逡让皇珏筮学院：化堂丝工堂院2011年5月20日古大学硕士论文创性声明人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除本文已注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得内蒙古大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。学位论文作者签名：甑文指导教师签名：王壶盘9日期：趔lf1支。玉口在学期间研究成果使用承诺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，即：内蒙古大学有权将学位论文的全部内容或部分保留并向国家有关机关、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库

2、进行检索，也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。为保护学院和导师的知识产权，作者在学期间取得的研究成果属于内蒙古大学。作者今后使用涉及在学期间主要研究内容或研究成果，须征得内蒙古大学就读期间导师的同意；若用于发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大学方可投稿或公开发表。学位论文作者签名：二坠Et期：兰垒丛。支，3Q指导教师签名：王匿逛岛日期：2Qll，S．3O内蒙古大学硕士论文型钽酸钠纳米材料的制备催化活性研究摘要光催化剂在治理有机污染物方面的应用越来越受到人们的重视，，人们希望能找到能充分吸收利用太阳光、催化效率高的光催化剂。具有烧绿石型钽酸钠的光催化活性优于钙

3、钛矿结构的钽酸钠，这为解决人类面临的资源和环境问题提供了广阔的应用前景。本文采用水热法制备了烧绿石型钽酸钠及一系列镧、锌离子掺杂的钽酸钠，并采用XRD、SEM、UV．Vis．DRS、FTIR等表征手段研究了产物物相组成、结构形貌、谱学特征和光学性能。结果表明，反应制备过程中，碱浓度是影响钽酸盐相结构的一个重要因素。随着碱浓度的提高，钽酸钠的相结构由烧绿石型向钙钛矿型转变。随着水热温度的升高，烧绿石型钽酸钠的结晶性提高。在碱浓度为O．1M．3M时，水热150。C、3小时下可得到纯相的Na2Ta206。SEM电镜图像表明Na2Ta206的粒径在10nm左右。EDS结果表明催化剂是

4、由Na、Ta、O三种元素组成。通过UV．-Ⅵs漫反射光谱分析计算得到Na2Ta206的带隙为4．51eV。在紫外光照射下，Na2Ta206表现出良好的催化活性。用水热法制备合成了镧、锌掺杂的烧绿石型纳米钽酸钠催化剂。XRD分析表明，掺杂后的样品衍射峰向高角度发生偏移。这说明掺◎内蒙古大学硕士论文杂离子替代Na+离子进入Na2Ta206晶格中。通过WⅥs漫反射光谱分析计算得到掺杂后Na2Ta206的带隙能较Na2Ta206的带隙能低。FT-IR结果表明，掺杂后钽酸钠的特征峰向高波数偏移，说明掺杂离子进入钽酸钠的晶格中引起了化学键电荷分布的变化，导致振动频率的变化。通过光照降解亚

5、甲基蓝溶液实验，发现掺杂后的离子能够提高钽酸钠的催化活性。关键词：钽酸钠，烧绿石，掺杂，光催化’ABSTRACTPhotOcatalystshaveattractedmuchattentionduetotheirwidelyapplicationsindisposeoforganicpollutants．Uptodate，numerousresearchershavebeenencouragedtodevelopvisible··light·-drivenphotocatalystsexhibitinghighefficientphotocatalyticperformanc

6、e．Basingonpreviousliteratures，it’Sfoundthatsodiumtantalatewithpyrochlorestructureshowhigherphotocatalyticactivitythanthatofsodiumtantalatewithperovskitestructure．ThisworkreportsonthepreparationofpureandmetalionsdopedNaTa03nanocrystalswithpyrochlorestructureviaalowtemperaturehydrothermalmeth

7、od．ThesampleswerecarefullycharacterizedbyX—raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscopy(SEM)，UV—visiblediffusereflectancespectrometry(uv-Vis)andFouriertransforminfraredspectroscopy(FTIR)．Aseriesofpyrochloretypesodiumtantalatenanocrystalsweresuccessfull