agtio2光催化劑的合成及性質(zhì)分析畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-16 06:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 負(fù)，價帶的電勢電位較正，具有很強(qiáng)的氧化還原能力，可降解大部分有機(jī)物；化學(xué)穩(wěn)定性好，光照后不發(fā)生光化學(xué)腐蝕；價格便宜，儲藏量大，原料易得等。 eV， nm波長的光激發(fā)，太陽能利用率和量子效率偏低，目前通過對TiO2進(jìn)行改性是解決這些問題和提高其光催化活性的最佳途徑。TiO2的改性方法很多，有貴金屬沉積、離子摻雜、半導(dǎo)體復(fù)合以及有機(jī)染料敏化等方式。在這些方法中，元素?fù)诫s具有其獨特的特點。本實驗選取Ag摻雜TiO2，在合成過程中選擇不同的摻雜濃度，結(jié)合溶膠凝膠和水熱法，首先將其與鈦酸四丁酯制成均勻的溶膠和凝膠，希望通過這種方式在TiO2形成的過程中實現(xiàn)摻雜，并對不同摻雜濃度的催化劑的催化性質(zhì)進(jìn)行表征，將其結(jié)構(gòu)形貌與催化性質(zhì)關(guān)聯(lián)，探討不同合成條件對這一類材料性質(zhì)的影響。本文選擇的模擬污染物為羅丹明B，是一種人工合成的鮮桃紅色染料，有實驗證明羅丹明B可致癌。羅丹明B在溶液中有強(qiáng)烈熒光, 在實驗室中用作細(xì)胞熒光染色劑，同時也用于有色玻璃、特色煙花爆竹等行業(yè)。在光照條件下可被TiO2催化分解為COH2O以及其他簡單無機(jī)物。 研究思路及內(nèi)容本實驗選擇摻雜AgCl的方式對TiO2進(jìn)行改性。將溶膠凝膠法與水熱法相結(jié)合，選擇不同的摻雜量得到Ag摻雜TiO2光催化劑，并利用所合成的TiO2粉末對羅丹明B的降解實驗來探討其光催化性能，研究思路如下：，改變AgCl的加入量得到不同濃度的凝膠。，通過水熱法得到粒徑較小的TiO2粉體，經(jīng)燒結(jié)得到最終的催化劑粉體。改變摻入的AgCl量得到不同濃度Ag摻雜的TiO2粉末，通過XRD，SEM對TiO2粉末進(jìn)行表征，并利用紫外可見光譜儀檢測其對羅丹明B降解能力強(qiáng)弱，對比不同濃度Ag摻雜TiO2光催化劑的催化效果，得到最優(yōu)摻雜量。第二章 AgTiO2光催化劑的合成與性質(zhì)表征本實驗結(jié)合溶膠凝膠法和水熱法兩種技術(shù)合成Ag摻雜TiO2光催化劑。通過改變AgCl量得到一系列不同摻雜濃度的Ag摻雜TiO2光催化劑，并對其進(jìn)行了表征，研究了TiO2中Ag摻雜濃度對羅丹明B催化效率的影響。 試劑和主要儀器 主要試劑表1 實驗試劑表試劑名稱純度生產(chǎn)廠家硝酸銀AR中國武漢 空軍武漢四站廠氯化鈉AR國藥化學(xué)試劑公司異丙醇AR國藥化學(xué)試劑公司鈦酸正四丁酯AR國藥化學(xué)試劑公司冰乙酸AR天津富宇精細(xì)化工公司蒸餾水自制 主要儀器表2 實驗儀器表儀器名稱生產(chǎn)廠家布魯克D8粉末衍射儀德國Bruker公司TM3000掃描電鏡日本日立公司Cary 300紫外可見光譜儀美國Varian公司SK 2412管式電阻爐上海實驗電爐廠紫外光化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)揚州大學(xué)城科技有限公司 主要試劑的合成 溶液配制 AgCl乳濁液的制備(1)()溶于15ml水中，；(2)，；(3)按AgNO3與PVP（聚乙烯吡咯烷酮）質(zhì)量比為1:，攪拌直至溶液澄清，然后在攪拌情況下，把加有PVP的NaCl溶液滴加到AgNO3溶液，生成白色沉淀，避光攪拌45min，然后定容到100mL容量瓶中，c為5104mol、。(4)取1ml配好的AgCl乳濁液，用異丙醇定容至100ml容量瓶中，制成5106mol/L的AgCl溶膠。 羅丹明B溶液配制，c為1103mol/L。取5mL 103mol/L的羅丹明B用水定容在500ml容量瓶中，得到濃度為105mol/L羅丹明B溶液，避光保存。 Ag摻雜TiO2粉末合成 TiO2粉末合成 A溶液：攪拌情況下， ml鈦酸正四丁酯。B溶液：攪拌情況下，、。A、B液各攪拌30min，將B溶液緩緩滴加到A溶液中不斷攪拌直至形成凝膠，陳化過夜。稱取上述凝膠12g轉(zhuǎn)移入干燥的燒杯中，加入33ml水，超聲15min，得到懸濁液。將懸濁液加至反應(yīng)釜中置于烘箱中于160℃密閉反應(yīng)60小時，冷卻至室溫。倒出反應(yīng)液，在60℃烘箱中干燥得到TiO2固體。將所得產(chǎn)品研磨成粉末，在馬弗爐中500℃空氣燒結(jié)4 h，所的粉末即為實驗樣品，編號為TiO2。 Ag摻雜TiO2粉末合成分別取1(4)中所配制的5106mol/L的AgCl溶膠1mL、3mL、5mL、7mL加入A溶液中，得到一系列Ag摻雜TiO2粉末，編號分別為Ag1，Ag3，Ag5，Ag7。. 光催化實驗，然后加入100mL 1105mol/L羅丹明B溶液，攪拌均勻，倒入光催化反應(yīng)瓶中，暗反應(yīng)30min后進(jìn)行光催化。紫外催化35m
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