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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
復(fù)合粉體的制備及其光催化性能研究
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
用Ti(OH)4和Bi(OH)3以水熱法合成了TiO2和 Bi2O3復(fù)合材料，并對(duì)Ti：Bi的最佳摩爾比和水熱合成的最佳條件進(jìn)行了研究。以羅丹明B模擬污水中的廢棄物，用合成的復(fù)合粉體對(duì)其進(jìn)行光催化降解，以此衡量復(fù)合粉體的光催化性能。同時(shí)，對(duì)樣品進(jìn)行了一系列表征分析，并結(jié)合表征結(jié)果分析了光催化性能的影響因素。
詳細(xì)介紹：
本文采用水熱合成法制備了納米 Bi2O3/TiO2復(fù)合粉體。對(duì)樣品進(jìn)行了XRD、TEM、FT-IR、UV-vis表征，以樣品在紫外燈下對(duì)水中羅丹明B的降解性能為指標(biāo)，評(píng)價(jià)了樣品的光催化性能。研究結(jié)果表明，隨著nTi:nBi摩爾比的增加，樣品中的BiO1.5和Bi2O3晶體逐步被銳鈦礦型TiO2晶體所取代，且樣品中存在非晶態(tài)物質(zhì)。較高的水熱反應(yīng)pH值有利于晶體的生成。原料中nTi:nBi為3:2時(shí)，樣品中納米粉體顆粒分散最佳，易吸附水，易羥基化，M—O—M（M為Bi或Ti）鍵、Ti—O和Bi—O鍵的強(qiáng)度逐漸較強(qiáng)，吸收邊波長(zhǎng)達(dá)410 nm。提高水熱反應(yīng)pH值，樣品中晶體的增長(zhǎng)速度加快，顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象加重，不易吸附水，不易羥基化，且其中 M—O—M（M為Bi或Ti）鍵急劇減少。pH值對(duì)樣品的吸收邊波長(zhǎng)影響很小，隨著pH值升高，其吸收邊略有藍(lán)移。隨著nTi:nBi摩爾比的增加，樣品的光催化性能逐漸增強(qiáng)，nTi:nBi摩爾比為3:2時(shí)，光催化性能最優(yōu)。當(dāng) nTi:nBi摩爾比大于4:1時(shí)，光催化性能急劇繼續(xù)下降。pH在8.5-11.0范圍內(nèi)，nTi:nBi摩爾比為1:1的樣品的光催化活性隨著pH的增加而降低。

作品專(zhuān)業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

用Ti(OH)4和Bi(OH)3以水熱法合成了TiO2和 Bi2O3復(fù)合材料，并對(duì)Ti：Bi的最佳摩爾比和水熱合成的最佳條件進(jìn)行了研究。以羅丹明B模擬污水中的廢棄物，用合成的復(fù)合粉體對(duì)其進(jìn)行光催化降解，以此衡量復(fù)合粉體的光催化性能。同時(shí)，對(duì)樣品進(jìn)行了一系列表征分析，并結(jié)合表征結(jié)果分析了光催化性能的影響因素。

科學(xué)性、先進(jìn)性

光催化劑具有使用范圍廣、處理效果好、反應(yīng)速度快、反應(yīng)成本低、反應(yīng)過(guò)程溫和易控、且不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，利用光能將有機(jī)污染物如燃料、含氮有機(jī)物、農(nóng)藥等均能分解為CO2、H2O等簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物。因此光催化材料已廣泛應(yīng)用于污水處理、殺菌、降解汽車(chē)尾氣等環(huán)保領(lǐng)域。 本文以Ti(OH)4和Bi(OH)3為原料制備了復(fù)合納米光催化材料，在光催化性能改進(jìn)和提高方面提出了建議，為光催化技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展提供了思路。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無(wú)

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

配方轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

圖片 樣品

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

光催化劑具有使用范圍廣、處理效果好、反應(yīng)速度快、反應(yīng)成本低、反應(yīng)過(guò)程溫和易控、且不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，利用光能將有機(jī)污染物如燃料、含氮有機(jī)物、農(nóng)藥等均能分解為CO2、H2O等簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物。因此光催化材料可廣泛應(yīng)用于污水處理、殺菌、降解汽車(chē)尾氣等環(huán)保領(lǐng)域。具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

同類(lèi)課題研究水平概述

關(guān)于光催化材料的研究主要包括氧化物材料、硫化物材料和復(fù)合氧化物材料，如ZnO、TiO2、WO3、SnO2、ZrO2、Fe2O3、CdS、ZnS、SrTiO3、 ZnFe2O4以及它們的改性或摻雜材料。光催化材料的制備方法主要有溶膠-凝膠法、氣相法、化學(xué)沉淀法、微乳液法、水熱合成法等。水熱合成法是以其制備的粉體具有顆粒小、分布均勻、無(wú)團(tuán)聚、不需高溫煅燒的特點(diǎn)而被廣泛關(guān)注。將寬帶半導(dǎo)體TiO2和Bi2O3復(fù)合時(shí)，光生電子產(chǎn)生于Bi2O3并遷移到 TiO2，一方面所需的激發(fā)光頻率低，另一方面這種遷移有利于電荷的分離，因此此有利于樣品的光催化性能提高。故本文制備了復(fù)合的光催化粉體，并對(duì)其進(jìn)行了較完善的表征分析和光催化性能評(píng)價(jià)，論文水平較高，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。
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