文档介绍：中南民族大学
硕士学位论文
纳米金复合可见光催化材料的制备与性能研究
姓名:陈春常
申请学位级别:硕士
专业:有机化学
指导教师:邓克俭;孙杰
2011-05
中南民族大学硕士学位论文

摘要

水污染已经成为了当今世界最关注的环境问题之一,高级氧化技术的问世给
水污染的处理带来了新的曙光。随着绿色氧化的进一步深入,此时高级氧化技术
中的 TiO2 光催化和金属卟啉与酞菁仿生催化脱颖而出。
TiO2 被公认为最理想的“环境光催化剂”。然而,其只能利用紫外光,为了
提高其光催化活性,我们对其进行了贵金属纳米金改性。金属卟啉和酞菁仿生催
化在可见光区就有很好的催化活性,据研究表明在卟啉中位芳基引入吸电子基团
可提高其催化活性,故本文引入羧基;纳米金在可见光区由于 SPR 效应有氧化污
染物的能力,在强的紫外光照下,金的 5d 电子可跃迁到 6sp 上产生氧化位,从而
金能够利用太阳光的全谱来光催化。本实验将纳米金与四羧基锌卟啉和酞菁结合
起来,以期待有很好的光催化效果。
本论文分为四章:第一章详述了可见光催化材料和纳米金的研究背景,并对
本课题的议题依据和研究方案进行了阐述;第二章采用紫外光照还原法得到纳米
金尺寸较小的金与 TiO2 纳米管阵列复合物,经 TEM、XPS、XRD 等表征证明了
催化剂合成成功,并在氙灯(模拟太阳光)照射下考察了不同 pH 和纳米金负载量对
TiO2 纳米管阵列光催化影响,通过淬灭实验考察了负载前后氧化物种的变化情况;
第三章考察了仿生催化剂强负载型金属酞菁的制备,并在可见光下以苯酚为底物
同时以空气为氧源探讨了其最佳的催化条件,并对光催化反应机理进行了推测。
第四章考察了纳米金与四羧基锌卟啉和酞菁复合物的制备,并在氙灯体系和碘钨
灯体系下以罗丹明 B 为底物分别研究了催化剂的单负载和双负载的光催化活性。

关键词:TiO2 纳米管阵列纳米金树脂四羧基锌卟啉四羧基锌酞菁
光催化罗丹明 B

I
纳米金复合可见光催化材料的制备与性能研究

Abstract

One of the most attention environmental problems is water pollution. Advanced
oxidation processes(AOPs) is a promising water pollution treatment. With the society
advocate green oxidation process, TiO2 photocatalysis and metallic porphyrin and
phthalocyanine bionic catalysis among (AOPs) stand out from the crowd.
TiO2 is recognized as the ideal “environmentally friendly catalysts”. However, it
can only utilize ultraviolet light of sunlight, in order to improve its photocatalytic
activity, we modify TiO2 with gold nanoparticles . In visible area ,metallic porphyrin
and phthalocyanine have good catalytic activity, according to research shows that
porphyrin modify with suck group may raise activity,so this paper introduce carboxyl;
Because of SPR effect , gold nanoparticles can oxidize pollutants under visible light
illumination. Under strong ultraviolet light, electrons of gold can transfer from 5d to
6sp, so gold nanoparticles can use the full spectrum of the sun. Gold nanoparticles
hybrid four carboxyl zinc porphyrin and phthalocyanine a