Co3O4/Al2O3纳米材料的合成、表征及对罗丹明B的催化降解作用

论文摘要

尖晶石相过渡金属氧化物四氧化三钴在催化降解含有活性染料的废水方面有重要的应用。微米或纳米氧化铝由于其化学稳定性好、热稳定性高,而且比表面积可以达到数百平方米,作为催化剂的载体受到人们的关注。本文主要采用水热法,利用表面活性剂卵磷脂和十六烷基三甲基溴化铵为模板,分别制备出四氧化三钴球型纳米结构、氧化铝纳米颗粒,并借助饱和溶液浸渍-高温固相反应的方法,合成出负载型催化剂四氧化三钴/氧化铝复合物。应用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）和紫外-可见光谱（UV-vis）等方法对产物进行了表征。主要结果如下:1、以卵磷脂为表面活性剂、有机钴盐Co（Ac）2为钴源,在助溶剂乙醇的作用下,借助超声波和强磁力搅拌使卵磷脂形成球状胶束。以球状胶束为模板,在水热条件下合成了四氧化三钴微球。研究了溶剂乙醇的用量、水热反应温度、水热反应时间以及pH对产物形貌的影响,对四氧化三钴微球的形成机理进行了初步的讨论。2、以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,以九水合硝酸铝为铝源、三乙胺为沉淀剂,200℃、12h水热条件下先制备得到了载体氧化铝的前驱体AlOOH,然后再520℃、3h高温固相反应得到载体Al2O3。在此基础上,研究了负载型催化剂Co3O4/Al2O3复合物对罗丹明B的催化降解作用,以及负载量、罗丹明B溶液初始pH值及罗丹明B溶液质量浓度等因素对其催化性能的影响,并且比较了不同金属氧化物复合物的催化性能。结果表明:Co3O4的负载量为1/3、罗丹明B质量浓度为5mg/L、适当地增大或减小罗丹明B溶液的初始pH时,其降解率是最高的。然而,在同等条件下,V2O5/Al2O3类似于MnO2/Al2O3,对罗丹明B的催化降解作用优于Co3O4/Al2O3。这些结果为今后同类催化剂的研究打下良好的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 纳米材料的概述
• 1.2 钴氧化物纳米材料的研究进展
• 1.3 课题选题思路及主要内容
• 2 实验部分
• 2.1 试剂
• 2.2 仪器
• 2.3 实验方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 四氧化三钴微球的合成与表征
• 3.2 四氧化三钴/氧化铝复合物的的合成与表征
• 3.3 四氧化三钴/氧化铝复合物对罗丹明B 的催化降解作用
• 3.4 不同金属氧化物
• 4 全文总结
• 致谢
• 参考文献