基本信息
- 項目名稱：
- 復(fù)合粉體的制備及其光催化性能研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 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Ti：Bi的最佳摩爾比和水熱合成的最佳條件進行了研究。以羅丹明B模擬污水中的廢棄物，用合成的復(fù)合粉體對其進行光催化降解，以此衡量復(fù)合粉體的光催化性能。同時，對樣品進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。
- 詳細介紹：
- 本文采用水熱合成法制備了納米 Bi2O3/TiO2復(fù)合粉體。對樣品進行了XRD、TEM、FT-IR、UV-vis表征，以樣品在紫外燈下對水中羅丹明B的降解性能為指標，評價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，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鍵的強度逐漸較強，吸收邊波長達410 nm。提高水熱反應(yīng)pH值，樣品中晶體的增長速度加快，顆粒團聚現(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值對樣品的吸收邊波長影響很小，隨著pH值升高，其吸收邊略有藍移。隨著nTi:nBi摩爾比的增加，樣品的光催化性能逐漸增強，nTi:nBi摩爾比為3:2時，光催化性能最優(yōu)。當 nTi:nBi摩爾比大于4:1時，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。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 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Ti：Bi的最佳摩爾比和水熱合成的最佳條件進行了研究。以羅丹明B模擬污水中的廢棄物，用合成的復(fù)合粉體對其進行光催化降解，以此衡量復(fù)合粉體的光催化性能。同時，對樣品進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)過程溫和易控、且不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，利用光能將有機污染物如燃料、含氮有機物、農(nóng)藥等均能分解為CO2、H2O等簡單的無機物。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，在光催化性能改進和提高方面提出了建議，為光催化技術(shù)的進步和發(fā)展提供了思路。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
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
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 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)過程溫和易控、且不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，利用光能將有機污染物如燃料、含氮有機物、農(nóng)藥等均能分解為CO2、H2O等簡單的無機物。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)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 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、無團聚、不需高溫煅燒的特點而被廣泛關(guān)注。將寬帶半導(dǎo)體TiO2和Bi2O3復(fù)合時，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，并對其進行了較完善的表征分析和光催化性能評價，論文水平較高，具有一定的推廣應(yīng)用價值。
