【摘 要】
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由于世界各国经济、军事的需求,燃料的使用量在不断增加。化石燃料的大量使用造成了环境污染问题,其中工业废水的污染最为明显。在各种污水处理技术中,光催化技术具有反应条件温和、操作简便、绿色高效的特点,得到人们的广泛关注,目前光催化技术已被应用于污水处理领域。在光催化技术中催化剂材料的选用十分重要,半导体一般情况下都有较高的稳定性,是光催化剂中应用并且研究最多的材料。这一领域研究最广泛的是Ti O2,T
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由于世界各国经济、军事的需求,燃料的使用量在不断增加。化石燃料的大量使用造成了环境污染问题,其中工业废水的污染最为明显。在各种污水处理技术中,光催化技术具有反应条件温和、操作简便、绿色高效的特点,得到人们的广泛关注,目前光催化技术已被应用于污水处理领域。在光催化技术中催化剂材料的选用十分重要,半导体一般情况下都有较高的稳定性,是光催化剂中应用并且研究最多的材料。这一领域研究最广泛的是Ti O2,Ti O2的性质稳定、廉价易得、光催化率高,但其具有高的电子空穴复合率,电子的跃迁难度更大,故激发光源的能量需要更大,导致其在可见光的范围内没有光响应现象,这一致命的缺点制约了Ti O2的催化使用。因此寻找、开发一种稳定、廉价、光响应范围更加广的新型半导体光催化材料。基于此,本论文的主要内容如下:(1)使用炭吸附水热法,以硝酸铕(Ⅲ)的六水合物(Eu(NO3)3·6H2O)为稀土源,以硝酸铁(Ⅲ)的九水合物(Fe(NO3)3·9H2O)为铁源,沉淀剂选用氢氧化钾(KOH),制备了Eu Fe O3纳米粉体,并对其进行TG-DTA、XRD、UV-vis、BET、TEM等表征。针对催化剂的表征结果分析表明:利用炭吸附共沉淀法且在600℃环境下煅烧4 h得到的Eu Fe O3纳米粉体有较大的比表面积,为29.5 m~2/g,相较于普通沉淀法制备的稀土铁酸盐粒径更小,平均粒径为66 nm,更好的结晶度,并且烧结程度小。催化剂制备中炭黑的加入有效的控制了颗粒的大小,制备出的颗粒具有更大的比表面积。选择生产生活中常见到的甲基橙(MO)水溶液进行反应,通过MO在反应体系中的催化降解来考察纳米粉体光催化活性。600℃下煅烧的炭吸附法制备Eu Fe O3粉体在60 min内光催化MO的降解率为88.63%,是普通水热法制备的催化剂的2.8倍。(2)使用炭吸附水热法,以硝酸钐(Ⅲ)的六水合物(Sm(NO3)3·6H2O)为稀土源,以硝酸铁(Ⅲ)的九水合物(Fe(NO3)3·9H2O)为铁源,KOH为沉淀剂,制备了Sm Fe O3纳米粉体,并对其进行TG-DTA、XRD、UV-vis、BET、TEM等表征。结果表明在600℃煅烧温度下得到的Sm Fe O3平均粒径、比表面积的大小分别为64 nm和26.1 m~2/g,当光催化降解反应进行80 min后,MO几乎完全分解,溶液中的MO降解率高达98.59%,是普通水热法制备的Sm Fe O3催化剂降解率的2.6倍多。
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