納米光催化劑的設(shè)計(jì)合成與性能研究.pdf

1、本論文利用在溫和條件下液相化學(xué)合成法成功制備了單分散紡錘狀FeWO4和Fe2.25W0.75O4兩種納米顆粒并分別研究了它們作為有機(jī)廢水處理用納米光催化劑的各種性質(zhì)。主要結(jié)果歸納如下:
　　1.在溫和水熱條件下，利用檸檬酸作為表面活性劑合成出具有特殊紡錘狀形貌的單分散FeWO4納米光催化劑。在合成過程中，檸檬酸起到了4個(gè)作用:還原劑，絡(luò)合劑，結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑和穩(wěn)定劑。另外，隨著前驅(qū)體介質(zhì)pH值的變化，F(xiàn)eWO4的形貌有大幅度的調(diào)整。利用

2、紫外-可見吸收光譜和光致發(fā)光光譜技術(shù)研究了FeWO4的光學(xué)性質(zhì)。光降解實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過30分鐘的紫外照射后，單分散紡錘狀FeWO4納米顆粒對(duì)甲基橙MO的降解效率是74％，這與普通FeWO4樣品的57％和標(biāo)準(zhǔn)TiO2光催化劑P-25的56％相比顯示出相當(dāng)強(qiáng)的光降解活性。
　　2.利用十二烷基苯磺酸鈉作表面活性劑，通過水熱法成功在Fe3O4主體基質(zhì)中摻雜W合成出Fe2.25W0.75O4納米顆粒。X射線衍射分析清楚地顯示出Fe2.25W

3、0.75O4納米顆粒的所有峰相對(duì)于Fe3O4標(biāo)準(zhǔn)峰向小角度有微小的移動(dòng)，這是由于主體晶格中Fe原子被較大的W原子所取代的結(jié)果。利用德拜-謝樂公式計(jì)算出顆粒大小大約在41nm。經(jīng)過30分鐘的10W紫外燈照射，用Fe2.25W0.75O4納米顆粒降解甲基橙的光催化效率，與標(biāo)準(zhǔn)TiO2光催化劑P-25的55％相比，顯示出更高的分解效率為67％。此外，所獲得的Fe2.25W0.75O4納米光催化劑具有良好的鐵磁性，能夠利用磁鐵容易且快速的實(shí)現(xiàn)F

4、e2.25W0.75O4納米光催化劑從降解后水體中的回收。多次連續(xù)光降解實(shí)驗(yàn)后觀察到光催化劑的活性無明顯降低，SEM證實(shí)其結(jié)構(gòu)在連續(xù)循環(huán)使用5次后未遭到破壞，從而實(shí)現(xiàn)了納米光催化劑的循環(huán)使用，減少資源浪費(fèi)。這種兼具有較強(qiáng)光催化能力和良好磁性的新型雙功能Fe2.25W0.75O4納米光催化劑在有機(jī)廢水的光催化處理領(lǐng)域展示出較好的應(yīng)用前景。
　　3.將上述2中的產(chǎn)物負(fù)載在氧化石墨烯上，利用氧化石墨烯的導(dǎo)電能力將激發(fā)電子與空穴迅速分離。