納米光催化劑的設計合成與性能研究.pdf

1、本論文利用在溫和條件下液相化學合成法成功制備了單分散紡錘狀FeWO4和Fe2.25W0.75O4兩種納米顆粒并分別研究了它們作為有機廢水處理用納米光催化劑的各種性質。主要結果歸納如下:
　　1.在溫和水熱條件下，利用檸檬酸作為表面活性劑合成出具有特殊紡錘狀形貌的單分散FeWO4納米光催化劑。在合成過程中，檸檬酸起到了4個作用:還原劑，絡合劑，結構導向劑和穩(wěn)定劑。另外，隨著前驅體介質pH值的變化，F(xiàn)eWO4的形貌有大幅度的調整。利用

2、紫外-可見吸收光譜和光致發(fā)光光譜技術研究了FeWO4的光學性質。光降解實驗表明，經過30分鐘的紫外照射后，單分散紡錘狀FeWO4納米顆粒對甲基橙MO的降解效率是74％，這與普通FeWO4樣品的57％和標準TiO2光催化劑P-25的56％相比顯示出相當強的光降解活性。
　　2.利用十二烷基苯磺酸鈉作表面活性劑，通過水熱法成功在Fe3O4主體基質中摻雜W合成出Fe2.25W0.75O4納米顆粒。X射線衍射分析清楚地顯示出Fe2.25W

3、0.75O4納米顆粒的所有峰相對于Fe3O4標準峰向小角度有微小的移動，這是由于主體晶格中Fe原子被較大的W原子所取代的結果。利用德拜-謝樂公式計算出顆粒大小大約在41nm。經過30分鐘的10W紫外燈照射，用Fe2.25W0.75O4納米顆粒降解甲基橙的光催化效率，與標準TiO2光催化劑P-25的55％相比，顯示出更高的分解效率為67％。此外，所獲得的Fe2.25W0.75O4納米光催化劑具有良好的鐵磁性，能夠利用磁鐵容易且快速的實現(xiàn)F

4、e2.25W0.75O4納米光催化劑從降解后水體中的回收。多次連續(xù)光降解實驗后觀察到光催化劑的活性無明顯降低，SEM證實其結構在連續(xù)循環(huán)使用5次后未遭到破壞，從而實現(xiàn)了納米光催化劑的循環(huán)使用，減少資源浪費。這種兼具有較強光催化能力和良好磁性的新型雙功能Fe2.25W0.75O4納米光催化劑在有機廢水的光催化處理領域展示出較好的應用前景。
　　3.將上述2中的產物負載在氧化石墨烯上，利用氧化石墨烯的導電能力將激發(fā)電子與空穴迅速分離。