可磁分離復(fù)合光催化劑納米球的制備及其磁性成分對催化性能的影響研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化劑具有高效、選擇性低、無二次污染等優(yōu)點。在各種半導(dǎo)體材料中，納米TiO2和ZnO在降解多種環(huán)境污染物上都表現(xiàn)出優(yōu)異的能力，并且以其廉價、穩(wěn)定性高、光催化活性高等優(yōu)點而備受關(guān)注。然而，由于粉末狀的納米二氧化鈦和氧化鋅顆粒細(xì)微，在水溶液中分散后，很難實現(xiàn)催化劑的分離回收和再利用，故而限制了它們的廣泛應(yīng)用。
　　 納米磁性粒子由于具有巨大的比表面積和良好的分離回收的特性，將其作為光催化劑的載體，可以利用其優(yōu)點來解決水中納米

2、二氧化鈦和氧化鋅微粒難以分離回收的難題，使制備的復(fù)合光催化劑既有粉狀納米光催化劑優(yōu)良的光催化活性，同時通過外加磁場很容易實現(xiàn)催化劑的回收而具有負(fù)載型光催化劑的特點。
　　 本文采用納米磁性粒子和光催化劑納米粒子復(fù)合的思路，通過不同方法制備出了在紫外光下具有催化活性的可磁分離的復(fù)合光催化劑。同時，結(jié)合VSM、XRD、TEM、XPS、PL、UV-vis、BET等實驗手段研究了復(fù)合光催化劑的結(jié)構(gòu)與催化性能之間的關(guān)系。
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3、、通過液相催化相轉(zhuǎn)化的方法制備出超順磁性的NiFe2O4納米磁性粒子，然后通過溶膠-凝膠法制備TiO2/NiFe2O4(TN)可磁分離復(fù)合光催化材料，研究了納米NiFe2O4磁性粒子對復(fù)合材料光催化效果的影響。XRD結(jié)果表明，直接復(fù)合的光催化材料TN中，少量的NiFe2O4納米磁性粒子（大約0.1％）將促進(jìn)TiO2的相變，但是當(dāng)摻雜量超過1％時，引入的NiFe2O4納米粒子將抑制TiO2晶粒的生長，減小TiO2晶粒的尺寸。PL譜圖和光催

4、化實驗表明，復(fù)合光催化劑TN中的NiFe2O4會成為光生電子-空穴對的有效復(fù)合中心，導(dǎo)致TN的光催化效果的下降。
　　 2、在制備的NiFe2O4納米磁性粒子的基礎(chǔ)上，通過反膠束的方法制備出了磁性納米球SiO2@NiFe2O4(SN)。XRD及TEM的分析結(jié)果表明:NiFe2O4納米磁性粒子被SiO2包裹形成了磁性納米球SN，并且隨著SN中NiFe2O4納米粒子含量的增加，SN納米球的分散性和球形度越來越差。
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5、采用液相沉積法制備了可磁分離的復(fù)合光催化劑TiO2@SiO2@NiFe2O4(TSN)，并運用X射線衍射和透射電鏡對樣品進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，NiFe2O4納米粒子被包裹在二氧化硅內(nèi)形成磁性SiO2@NiFe2O4納米球載體，納米TiO2粒子沉積于其表面，形成Ti02光催化殼層。光降解實驗結(jié)果表明，當(dāng)沉積液中硼酸與六氟鈦酸銨的摩爾比為4∶1，煅燒溫度為300℃時，制備的納米球催化劑表現(xiàn)出最佳的光催化活性。
　　 4、采用溶膠-凝