2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、光催化技術(shù)具有高效,成本低,無二次污染等優(yōu)勢,為去除重金屬六價鉻離子提供了一種可持續(xù)發(fā)展途徑。光催化材料——鈦酸鍶是具有價格低廉,性質(zhì)穩(wěn)定,是典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。相比于TiO2,SrTiO3的導(dǎo)帶絕對位置比TiO2約低200 mV,比 TiO2的還原性強,因此 SrTiO3更容易將六價鉻還原為三價鉻。但由于SrTiO3的帶隙較寬為3.2 eV,導(dǎo)致其僅在紫外光的照射下才表現(xiàn)出催化活性,使得應(yīng)用成本大幅度增加?;诖?,本論文通過構(gòu)建三維有序

2、的多孔結(jié)構(gòu)來增強光的吸收,同時通多鑭摻雜來提高SrTiO3可見光的利用率。
  利用含有 SrCO3顆粒的瓊脂糖凝膠為模板,通過溶膠-凝膠的方法制備出了三維多孔SrTiO3微球。SrTiO3微球的直徑約17μm,表面具有兩種孔徑,大孔和介孔。大孔直徑約為70-150 nm,源于碳酸鍶的去除;介孔直徑約為3 nm,歸屬于瓊脂糖凝膠纖維的去除。通過TEM表征分析,發(fā)現(xiàn)SrTiO3微球是由直徑約為100 nm的鈦酸鍶立方形單晶自組裝而成

3、,這種高度交聯(lián)的多孔結(jié)構(gòu)使得鈦酸鍶能夠快速地傳遞質(zhì)子,增強光的吸收以及反應(yīng)物的吸附。在模擬太陽光照射,反應(yīng)液pH=2的條件下,STO-12樣品可以在2h內(nèi)100%將六價鉻還原為三價鉻。
  為提高多孔鈦酸鍶的可見光活性,基于以上工作對其進行了鑭摻雜的研究。利用含有 SrCO3和 La2O3顆粒的瓊脂糖凝膠為模板,通過溶膠-凝膠的方法制備出了多孔La摻雜的SrTiO3(STO-La)微球。通過增大機械攪拌速度,最終得到的STO-La

4、微球直徑約為10μm,表面存在大量蠕蟲狀的大孔,孔直徑約為100 nm。經(jīng)XPS及XRD分析證明La3+以替代Sr2+的形式摻進去鈦酸鍶的晶格中,并在鈦酸鍶的導(dǎo)帶形成雜質(zhì)能級,從而縮小了帶隙寬度,使得材料可以利用可見光。
  本實驗通過改變初始 La2O3的含量來調(diào)節(jié) La摻雜量,通過光催化實驗表明,當La2O3的質(zhì)量分數(shù)為0.5%(STO-La-0.5)時具有最高的可見光活性。在可見光照射,反應(yīng)液pH=2的條件下,STO-La-

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