改性CuFe2O4的制備及其光催化性能研究.pdf

1、尖晶石型鐵氧體是一種最近受到重視的半導(dǎo)體類材料，當處于可光激發(fā)的狀態(tài)下，它能夠?qū)τ袡C污染物進行催化降解。但是作為單獨的催化劑來降解有機污染物其效率很低。因此，為提高其光催化活性，本文采用摻雜以及復(fù)合半導(dǎo)體的方法來提高鐵氧體的光催化性能。
　　采用溶膠-凝膠法合成 CuFe2O4、CaxCu1-xFe2O4(x=0.1-0.5)的系列樣品。通過XRD進行表征，結(jié)果顯示Ca2+摻雜后的樣品與標準卡片PDF34-425的對比是一致的，這

2、說明樣品的晶體結(jié)構(gòu)并沒有隨著Ca2+的加入而改變。通過SEM的表征，可以看到隨著Ca2+摻雜含量的增多將會使得CuFe2O4的形貌由顆粒狀向多片層而改變；光催化實驗結(jié)果顯示，所有的摻雜樣品的光催化性能均大于未摻雜的CuFe2O4的純樣品，當 Ca2+的摻雜量為0.5時，酸性品紅的脫色率最高可超過60％。
　　通過溶膠-凝膠法制備出不同復(fù)合比例的TiO2/CuFe2O4復(fù)合光催化劑， XRD研究表明：樣品的衍射峰與與標準 PDF卡片

3、34-425以及標準 PDF卡片21-1272對比一致。SEM觀察顯示：TiO2顆粒與鐵氧體顆粒均勻地分布在一起，且隨著TiO2復(fù)合比列的升高，TiO2顆粒相對應(yīng)的在SEM圖上會增多。隨后測試了不同復(fù)合比例的TiO2/CuFe2O4光催化活性，發(fā)現(xiàn)：當 TiO2的質(zhì)量分數(shù)占整個催化劑質(zhì)量的40％的時候，光催化劑的催化活性達到了一個最高值(其值可達89.16％)。運用響應(yīng)曲面法對選擇出的TiO2/CuFe2O4復(fù)合光催化劑進行了光催化性能

4、的綜合研究，最后得到光催化體系下的各個因素的最優(yōu)值：酸性品紅濃度為15 mg/L，光照時間為130 min，催化劑用量為330 mg， pH為3.7。
　　通過水熱法制備出不同復(fù)合比例的FeS2/CuFe2O4復(fù)合光催化劑，XRD研究表明：樣品的衍射峰與標準PDF卡片34-425以及標準PDF卡片42-1340對比一致，可知實驗中制得 FeS2為黃鐵礦型結(jié)構(gòu)。SEM觀察顯示：FeS2顆粒與鐵氧體顆粒均勻地分布在一起，在SEM圖上F

5、eS2顆粒會隨著復(fù)合含量的升高而增多。隨后測試了不同復(fù)合比例的FeS2/CuFe2O4光催化活性。從實驗結(jié)果中可得如下結(jié)論：當 FeS2的質(zhì)量分數(shù)占整個催化劑質(zhì)量的30％的時候，光催化劑的催化活性達到了一個最高值(其值可達90.25％)。運用響應(yīng)曲面法對選擇出的FeS2/CuFe2O4復(fù)合光催化劑進行了光催化性能的綜合研究，最后得到光催化體系下的各個因素的最優(yōu)值：酸性品紅濃度為12 mg/L，光照時間為43 min，催化劑用量為280