文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
自组装纳米FeOOH/TiO2光催化还原银离子的实验研究
姓名:李妮
申请学位级别:硕士
专业:环境工程
指导教师:孙振亚
201105
摘要随着纳米技术的基础性研究和实用化进程的发展,纳米材料作为一种潜在目前,二氧化钛作为典型的半导体光催化剂,虽然具备较高的光催化活性和稳定性,但其光催化体系的量子效率目前还不够高,且难以利用在自然光中占主要部分的可见光。而淙荒芄晃湛杉猓涔獯呋钚圆桓摺粤蛩嵋芤何D勘晡铮疾旄春夏び氲ツさ墓獯呋乖芰Γ谝:/亩砸幕乖芰η咳跛承蚴牵篢。;粤蛩嵋芤何D勘晡铮疾旄春夏ぴ诓煌颇げ阈蛱跫碌墓獯呋的高效新型功能环保材料在环境保护领域日益受到重视。鉴于两种半导体光催化剂的优缺点,将两种光催化剂复合成一种新型的半导体材料以提高对自然光光催化活性。同时与以往着重对光催化剂的氧化性研究不同,本文主要利用此复合光催化剂研究可见光下对废水中重金属离子的还原作用,探索其成为一种重金属废水处理的新技术具有理论和应用价值。本文以石英玻璃片为基底,以外侧功能团为巯基的自组装单层为模板,采用自组装方法,在低温液相反应体系中制备纳米疶春媳∧ぁ2⒁银离子溶液为目标物,探讨了不同实验条件对疶:光催化还原能力的影响,论文的主要研究进展如下:擞米宰樽胺椒ㄔ诒缺砻婊.#骸的石英玻璃片上分别制得四种薄膜。通过透射电镜对复合膜的表征表明复合薄膜是由锐钛矿和针铁矿结合生长而成。离子起始浓度为~疞、紫外光照的相同实验条件下,反应,、可见光照的相同实验条件下,反应,三种薄膜对银的还原能力强弱顺序是:/涣硗猓琓/诳杉獗仍谧贤夤馓跫碌墓催化活性高。还原能力。在银离子起始浓度为~疞、可见光照的相同实验条件下,反应,/。在银离子起始浓度为痬/⒖杉庹盏南嗤笛条件下,反应、現/旱亩砸胱拥幕乖芰λ媸奔逐渐减弱。、://
关键词:疶春媳∧ぁ⒘蛩嵋⒐獯呋⑽健⒒乖件下的光催化还原能力。%。对于低于疞银离子溶液复合膜几乎可以全部还原。岷戏从μ逑抵泄庹仗跫⒉煌颇げ阈颉⒎从κ奔浜筒煌胱粤蛩嵋芤何D勘晡铮疾霧/在不同银离子起始浓度条可见光照的相同实验条件下,反应,疶:的对银离子的还原率分别为起始浓度等因素,对疶春媳∧す庵禄乖斫辛颂教郑現/复合薄膜对银离子还原可能是由吸附和还原两个过程完成的。疞
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∧さ纳だ砺的功能薄膜会在基体中呈现调制掺杂效应,该结构相当于大原子——超原子膜自上个世纪年代以来,薄膜技术的发展已涉及到多种前沿学科,其应用和发展又反渗透到各个学科及实际应用中,已应用到如计算机、磁记录、电子、信息、传感器、机械、能源、光学、生物、医学、化工、核工业、航空航天等行业中。目前,所制备出的各种新结构、新功能的薄膜材料,推动了材料研究的发展。薄膜技术已成为当代材料科学中最活跃的研究领域之一。纳米薄膜在许多领域有着广阔的应用前景。纳米薄膜材料与块状材料相比,表面积较大,晶粒较小。因纳米薄膜特殊的表面结构,调整其表面电荷分布的非对称性及非对称结构,使其能产生一些独特的优良性能,从而应用于更广泛的行业中。纳米薄膜材料因其特殊的纳米结构性质,可分为两类:一类是由纳米颗粒和原子团簇组成蚨哑龆而形成的薄膜;另一类是在纳米粒子認存在较多的空隙或无序原子或其它某种材料而形成的薄膜,即纳米复合薄膜,纳米复合薄膜形成有两种方法:沙叽缥D擅资考玪淖樵O馇队不同的基体中;煌樵9钩傻亩嗖惚∧と绯Ц瘢焕纾馇队性油材料,具有三维特征⋯。由于纳米薄膜材料具备传统复合材料和现代纳米材料两者的优越性,使其在纳米材料科学领域崭露头角,成为广大科研工作者深入研究的热点。薄膜的生长过程能直接影响到薄膜的结构和它最终的性能。同其它形态材料的相变类似,薄膜的生长过程分为两个不同的阶段,一是新相的成核、二是薄膜的生长过程。薄膜成核有两种方法:自发成核与非自发成核。自发成核是指整个成核的过程是原子从气相转变成液相或者固相的相变自由能推动下完成的;非自发成核是指多数发生在精心控制的条件下,在相变过程中,不仅仅有相变自由能的推动,还有其他因素帮助新核形成。薄膜的成核速率也和过饱和武汉理工大学硕士学位论文
∧さ男阅芊治度相关,当过饱和度低于临界值时,薄膜成核速率为零;当过饱和度高于临界值时,成核速率迅速增加。因此控制好过饱和度和临界值的关系,有助于薄膜薄膜生长的三种模式①层状生长模式模式进行第二次薄膜生长。生长的薄膜晶向由第一次能膜决定。②岛状生长模其生