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Fe2O3/TiO2纳米材料的制备及其催化性能研究

时间:2019-05-31 21:26来源:毕业论文
采用浸渍法制备Fe2O3/TiO2,通过X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对催化剂进行表征,并在紫外光照射下通过光催化降解乙酰甲胺磷研究其光催化性能

摘  要:本文采用浸渍法制备Fe2O3/TiO2,通过X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对催化剂进行表征,并在紫外光照射下通过光催化降解乙酰甲胺磷研究其光催化性能。结果表明:由40mmol/L Fe3+溶液制得的Fe2O3/TiO2纳米复合材料具有较好的结晶度,呈蘑菇状,表面多孔,经紫外灯照射30min后,降解率达至85%以上,比纯TiO2,以及其他不同比例的Fe2O3/TiO2具有更良好的光催化性能。35788
毕业论文关键词:Fe2O3/TiO2;复合催化剂;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    录
摘  要    1
引  言    1
1 实验部分    2
1.1 仪器与试剂    2
1.2 实验方法    2
1.3 表征    2
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1.4 光催化实验    4
2 结果与讨论    4
2.1 物相分析    4
2.2 形貌分析    5
3.3 红外分析    6
3.4 光催化分析    6
3 结  论    7
参考文献    7
致  谢    9
Fe2O3/TiO2纳米材料的制备及其催化性能研究
引 言
纳米TiO2是当前应用十分广阔的一种半导体纳米材料,其化学性质稳定,耐酸碱,耐腐蚀,具有高效的光催化性质[1]。自1969年纳米TiO2的光催化性质被发现以来,越来越多的人投入到这个领域,不断地探索纳米TiO2及其复合物的性能,以期得到更优的产品。目前针对纳米TiO2零维粉体的研究已经较为成熟[2]。高比表面积的纳米TiO2粉体在污水的光催化降解方面有着不错的表现,然而纳米TiO2是一种宽禁带的半导体(E = 3.2eV,有效吸收波长小于387nm),对太阳光的利用率很低,需要在紫外光的激发下才能显示出较高的光催化性能[3]。同时,从废液中回收纳米TiO2 粉体有一定的技术难度,故而回收率很低。因此,欲要获得更宽的可见光响应范围,以及更高的回收率,对纳米TiO2粉体进行改性是十分有必要的。目前纳米TiO2的改性方法主要是金属离子掺杂[4-6],半导体复合[7-10]以及贵金属沉积[11-13]等。其中半导体复合是提高TiO2光催化性能的一种有效手段,它主要是利用与TiO2禁带宽度不同的半导体同TiO2进行复合。由于半导体不同,其价带、导带以及带隙均有所不同,从而产生导带或价带之间的交叠,有效地分离了光电子与空穴,使得h+/e-的复合受到抑制,提高了TiO2的光量子产率和光催化效率,拓宽了TiO2的光谱响应范围[14]。本实验采用Fe2O3同TiO2复合,Fe2O3的禁带宽度[15]为 2.2eV,能够吸收可见光的能量从而受到激发。虽然其本身的催化活性不高,但在与 TiO2复合后,价带生成的空穴仍然存留,光生电子却因为导带电位存在差异而在界面间自发迁移,从而使得电子和空穴分离,实现了复合催化剂光量子产率的提高。同时,因为Fe2O3是目前已知的最稳定的磁性铁氧化物[16],所以我们可以巧妙地应用磁分离技术从废液中回收催化剂。这种既能够保持高催化活性,又能够通过外界磁场进行收集和循环利用的催化剂正是市场所需求的,因而具有很高的应用价值。本实验采用复合溶胶法制备出不同配比的Fe2O3/TiO2,通过降解乙酰甲胺磷研究其光催化性能。 Fe2O3/TiO2纳米材料的制备及其催化性能研究:http://www.lwfree.cn/huaxue/20190531/33903.html
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