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Fe2O3/TiO2納米材料的制備及其催化性能研究

時間:2019-05-31 21:26來源:畢業論文
采用浸漬法制備Fe2O3/TiO2,通過X射線衍射儀(XRD),掃描電子顯微鏡(SEM),傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)對催化劑進行表征,并在紫外光照射下通過光催化降解乙酰甲胺磷研究其光催化性能

摘  要:本文采用浸漬法制備Fe2O3/TiO2,通過X射線衍射儀(XRD),掃描電子顯微鏡(SEM),傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)對催化劑進行表征,并在紫外光照射下通過光催化降解乙酰甲胺磷研究其光催化性能。結果表明:由40mmol/L Fe3+溶液制得的Fe2O3/TiO2納米復合材料具有較好的結晶度,呈蘑菇狀,表面多孔,經紫外燈照射30min后,降解率達至85%以上,比純TiO2,以及其他不同比例的Fe2O3/TiO2具有更良好的光催化性能。35788
畢業論文關鍵詞:Fe2O3/TiO2;復合催化劑;光催化;乙酰甲胺磷
Study on Preparation and Catalytic Performance of Fe2O3/TiO2
Abstract: In this paper,we prepared Fe2O3/TiO2 by impregnation method.The catalyst was characterized by X-ray diffraction (XRD),Scanning electron microscope (SEM) and Fourier transform infrared spectrometer (FT-IR).And the photocatalytic performance of the catalyst was studied by degrading acephate under UV light.The results showed that: Fe2O3/TiO2 composite nanomaterial prepared by Fe3+ solution at 40 mmol/L has better crystallinity.The morphology of Fe2O3/TiO2 previously mentioned showed shape of mushroom and numbers of holes on its surface.After 30min,its degradating rate was up to 85% under UV light.So the Fe2O3/TiO2 has better photocatalytic properties than pure TiO2 and other Fe2O3/TiO2 with different proportion.
Key Words: Fe2O3/TiO2;Composite catalyst;Photocatalysis;Acephate
目    錄
摘  要    1
引  言    1
1 實驗部分    2
1.1 儀器與試劑    2
1.2 實驗方法    2
1.3 表征    2
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1.4 光催化實驗    4
2 結果與討論    4
2.1 物相分析    4
2.2 形貌分析    5
3.3 紅外分析    6
3.4 光催化分析    6
3 結  論    7
參考文獻    7
致  謝    9
Fe2O3/TiO2納米材料的制備及其催化性能研究
引 言
納米TiO2是當前應用十分廣闊的一種半導體納米材料,其化學性質穩定,耐酸堿,耐腐蝕,具有高效的光催化性質[1]。自1969年納米TiO2的光催化性質被發現以來,越來越多的人投入到這個領域,不斷地探索納米TiO2及其復合物的性能,以期得到更優的產品。目前針對納米TiO2零維粉體的研究已經較為成熟[2]。高比表面積的納米TiO2粉體在污水的光催化降解方面有著不錯的表現,然而納米TiO2是一種寬禁帶的半導體(E = 3.2eV,有效吸收波長小于387nm),對太陽光的利用率很低,需要在紫外光的激發下才能顯示出較高的光催化性能[3]。同時,從廢液中回收納米TiO2 粉體有一定的技術難度,故而回收率很低。因此,欲要獲得更寬的可見光響應范圍,以及更高的回收率,對納米TiO2粉體進行改性是十分有必要的。目前納米TiO2的改性方法主要是金屬離子摻雜[4-6],半導體復合[7-10]以及貴金屬沉積[11-13]等。其中半導體復合是提高TiO2光催化性能的一種有效手段,它主要是利用與TiO2禁帶寬度不同的半導體同TiO2進行復合。由于半導體不同,其價帶、導帶以及帶隙均有所不同,從而產生導帶或價帶之間的交疊,有效地分離了光電子與空穴,使得h+/e-的復合受到抑制,提高了TiO2的光量子產率和光催化效率,拓寬了TiO2的光譜響應范圍[14]。本實驗采用Fe2O3同TiO2復合,Fe2O3的禁帶寬度[15]為 2.2eV,能夠吸收可見光的能量從而受到激發。雖然其本身的催化活性不高,但在與 TiO2復合后,價帶生成的空穴仍然存留,光生電子卻因為導帶電位存在差異而在界面間自發遷移,從而使得電子和空穴分離,實現了復合催化劑光量子產率的提高。同時,因為Fe2O3是目前已知的最穩定的磁性鐵氧化物[16],所以我們可以巧妙地應用磁分離技術從廢液中回收催化劑。這種既能夠保持高催化活性,又能夠通過外界磁場進行收集和循環利用的催化劑正是市場所需求的,因而具有很高的應用價值。本實驗采用復合溶膠法制備出不同配比的Fe2O3/TiO2,通過降解乙酰甲胺磷研究其光催化性能。 Fe2O3/TiO2納米材料的制備及其催化性能研究:http://www.aftnzs.live/huaxue/20190531/33903.html
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