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复合金属氧化物材料的控制制备及光催化性能研究

2020-12-11阅读(993)

复合金属氧化物材料的控制制备及光催化性能研究

论文摘要

层状双羟基复合金属氧化物（layered double hydroxides,简称LDHs,又叫类水滑石）在高温氧化条件下能够转晶制得复合金属氧化物材料（Mixed Metal Oxides,简称MMO）,后者在催化、光、电、磁学等领域有着广泛的应用前景。本论文围绕MMO材料的相界耦合作用导致其性能变化来开展基础研究,考察了两相耦合作用对材料的光催化性能的影响。此外,针对LDHs材料在光催化领域的争议,探讨了其去除有机染料分子中的真实原因。本论文的创新点和研究结果如下：首先,研究了ZnO/ZnAl2O4复合纳米材料的光催化性能。经高温转化后,在ZnAl2O4和ZnO相界面处形成了纳米异质结的结构；因此两种半导体物相间存在较强耦合作用,有利于分离光生电子—空穴对,从而与单相ZnO材料相比,该复合纳米材料具有更高的光催化活性。其次,针对LDHs材料在去除有机染料分子领域的广泛应用,深入探讨了该反应本质。选取代表性MgAl-LDHs和ZnCr-LDHs为研究对象,基于一系列光照／暗处条件的去除不同染料分子实验及密度泛函计算结果,讨论了LDHs去除有机染料分子的原因。

论文目录

  • 学位论文数据集
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 类水滑石（LDHs）层状材料
  • 1.1.1 概述
  • 1.1.2 LDHs的结构
  • 1.1.3 LDHs的制备方法
  • 1.1.3.1 共沉淀法
  • 1.1.3.2 离子交换法
  • 1.1.3.3 焙烧复原法
  • 1.1.3.4 水热合成法
  • 1.1.4 LDHs的性质
  • 1.1.5 LDHs的应用
  • 1.1.5.1 催化方面应用
  • 1.1.5.2 功能性助剂方面的应用
  • 1.1.5.3 光学方面的应用
  • 1.1.5.4 电学方面应用
  • 1.1.5.5 磁学方面应用
  • 1.2 半导体材料光催化简介
  • 1.2.1 半导体材料光催化的基本原理
  • 1.2.1.1 半导体材料光催化应用背景
  • 1.2.1.2 半导体材料光催化的基本原理
  • 1.2.2 影响光催化剂相关性能的因素
  • 1.2.3 光催化剂光催化性能的改性
  • 1.3 论文选题目的、意义及研究内容
  • 1.3.1 论文选题目的及意义
  • 1.3.2 论文研究内容
  • 2O4纳米复合金属氧化物材料光催化性能的研究'>第二章 ZnO/ZnAl2O4纳米复合金属氧化物材料光催化性能的研究
  • 2.1 实验部分
  • 2.1.1 实验用品
  • 2O4复合纳米材料的制备'>2.1.2 ZnAl-LDHs及ZnO/ZnAl2O4复合纳米材料的制备
  • 2.1.3 参考样品的制备
  • 2.1.4 光催化实验
  • 2.2 样品表征
  • 2.2.1 X-射线晶相结构分析
  • 2.2.2 元素分析
  • 2.2.3 表面形貌分析
  • 2.2.4 高分辨透射电镜分析
  • 2.2.5 比表面积、孔径和孔体积分析
  • 2.2.6 固态紫外-可见漫反射分析
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 不同ZnAl-LDH前体的晶型结构及形貌表征
  • 2O4纳米复合金属氧化物材料的结构表征'>2.3.2 不同方法制备的ZnO/ZnAl2O4纳米复合金属氧化物材料的结构表征
  • 2O4纳米复合金属氧化物材料光降解水溶液中甲基橙的研究及讨论'>2.3.3 ZnO/ZnAl2O4纳米复合金属氧化物材料光降解水溶液中甲基橙的研究及讨论
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 类水滑石类材料在水溶液中去除有机染料分子行为的研究
  • 3.1 实验部分
  • 3.1.1 实验用品
  • 3.1.2 样品的制备
  • 3.1.3 光催化实验
  • 3.2 样品表征
  • 3.2.1 X-射线晶相结构分析
  • 3.2.2 IR分析
  • 2吸脱附等温线'>3.2.3 样品BET及孔体积测定—低温N2吸脱附等温线
  • 3.2.4 UV-vis光谱分析
  • 3.2.5 密度泛函计算
  • 3.3 结果与讨论
  • xAl-/ZnxCr-LDHs前体的相关结构及性质表征'>3.3.1 MgxAl-/ZnxCr-LDHs前体的相关结构及性质表征
  • xAl-/ZnxCr-LDHs前体去除水溶液中亚甲基蓝的相关研究'>3.3.2 MgxAl-/ZnxCr-LDHs前体去除水溶液中亚甲基蓝的相关研究
  • xAl-/ZnxCr-LDHs前体去除水溶液中甲基橙的相关研究'>3.3.3 MgxAl-/ZnxCr-LDHs前体去除水溶液中甲基橙的相关研究
  • xAl-/ZnxCr-LDHs前体在水溶液中去除有机污染物行为的讨论'>3.3.4 MgxAl-/ZnxCr-LDHs前体在水溶液中去除有机污染物行为的讨论
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 研究成果及发表的学术论文
  • 作者和导师简介
  • 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书

    • 相关论文文献

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