论文部分内容阅读
目前,人们的生活生产对环境产生严重污染,尤其是水污染。为解决水污染问题,一般处理方法有光催化氧化、吸附分离处理及生物修复。从资源节约和环境整治的角度来看,作为一种绿色安全的水处理方法。赤铁矿(α-Fe2O3)是一种n型半导体,其成本低,化学稳定性好、耐腐烛、无毒,具有良好的分散性、着色力以及吸收紫外线的能力。因此,纳米Fe2O3在光催化降解有机污染物领域具有十分重大的现实意义和理论价值。氧化亚铜(Cu2O)作为一种少有的能被可见光激发的窄带隙(2.2ev)半导体,而且原料丰富,价格低廉,性质稳定,在光催化上具有巨大的应用价值。但是氧化亚铜易失活、三氧化二铁载流子复合率高等缺点限制了他们在光催化领域的应用。本文尝试将二者复合构成p-n异质结构体,阻碍其载流子复合,提高光催化量子效率。具体研究内容如下:1.以钛酸四丁酯和乙酸铜为原料,柠檬酸和葡萄糖作还原剂,采用水解法制备了Cu2O/TiO2复合光催化剂,并通过XRD和SEM表征手段进行了表征。以Cu2O/TiO2为光催化剂,考察了反应时间、初始浓度、催化剂用量、起始pH和温度等因素对光催化降解亚甲基蓝脱色率的影响。结果表明,在高压汞灯照射下,以0.01g Cu2O/TiO2为光催化剂,以100mL 10mg/L亚甲基蓝溶液为模拟废水,起始pH为7.0,25℃下光催化反应60min,亚甲基蓝脱色率可以达到94.38%,其脱色动力学反应符合准一级过程。2,采用乙酸铜做铜源,乙醇与水做溶剂,少量乙酸做还原剂,在200℃下水热12小时条件下合成纳米Cu2O,同样方法借助三氯化铁合成Fe2O3,以及Fe2O3/Cu2O复合型催化剂。改变乙酸铜与三氯化铁摩尔比例、改变乙酸或乙酸钠加入与否、改变铁盐种类,并借助X射线粉末衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对合成的产物进行表征,最终发现采用乙酸铜和三氯化铁做前驱物,铜铁比为7:1条件下,在25℃,0.02g催化剂光催化100mL20mg/L、pH=8.0刚果红染料一小时降解率最高可达94.89%。3.分别用不同方法制备了三种不同形貌的α-Fe2O3颗粒,通过XRD,SEM,XPS和Uv-vis表征和光催化测试比较三种α-Fe2O3颗粒的光催化性能并筛选出最佳用于合成Cu2O/α-Fe2O3光催化剂。通过化学沉积法制备了Cu2O/α-Fe2O3光催化剂,对其进行表征测试并探究不同比列Cu2O的复合对α-Fe2O3颗粒的光催化性能的影响。光催化结果显示:当α-Fe2O3与Cu2O复合后,它对刚果红溶液的光降解率得到了显著提升。并在此基础上考察了反应时间、初始浓度、催化剂用量、起始pH和温度等因素对光催化降解刚果红的影响。