导读:本文包含了磁性复合光催化剂论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:铁矿石,磷酸银,光催化,废水
磁性复合光催化剂论文文献综述
黄诗琪,陈俊,穆昌会,潘建敏,吴宇琼[1]（2019）在《磁铁矿粉/磷酸银磁性复合光催化剂的制备及性能研究》一文中研究指出以天然铁矿石为原料,经过粉碎、清洗、磁选后获得磁铁矿粉,然后采用沉淀法制得磁铁矿粉/磷酸银复合光催化剂。研究结果表明,该复合光催化剂兼具磁性易回收特性和高效脱除水中有机染料的能力,在废水处理领域具有良好的应用前景。(本文来源于《辽宁化工》期刊2019年10期）
廖伟秀[2]（2019）在《ZnO/ZnFe_2O_4复合光催化剂的合成与磁性回收的研究》一文中研究指出由于工业化的发展带来的环境污染,严重危害到人类的健康安全,从而引起人类对环境治理的重视。光催化技术可以有效治理水污染,相比于传统的吸附、过滤、沉降等物理方法,其操作简便且成本低。当前,光催化主要以半导体材料为基础展开研究。氧化锌是一种新型宽带隙II-VI族半导体应材料,室温下禁带宽度约为3.2 eV,具有高的激子结合能(60 meV)、高反活性、对环境友好且成本低等优点使其成为有前景的光催化材料,但是由于其带隙的限制只能吸收少量的紫外光,而且由于其颗粒较小,很难将其从液体中快速分离出来。而铁酸锌(ZnFe_2O_4)其带隙较窄(1.9 eV),可吸收可见光且带有磁性。通过构建ZnO/ZnFe_2O_4异质结,以拓宽ZnO对可见光的吸收,提高光催化活性;另外利用磁性ZnFe_2O_4作为载体,帮助催化剂回收。两者结合正好拟补对方的缺点,发挥双方的优势,以此为背景,本论文拟研发高性能的ZnO和ZnO/ZnFe_2O_4光催化材料用于有机污染物的催化降解。主要从以下几个方面进行研究。第一,通过调控Zn~(2+)浓度及优选锌源,采用均相沉淀法制备不同特征的纳米ZnO光催化剂。通过调控前驱液中Zn~(2+)浓度,研究了不同Zn~(2+)浓度下制备相出的ZnO形貌和光催化性能的差异,结果表明Zn~(2+)浓度为0.3 mol/L制备的ZnO具有优异的光催化活性。然后以Zn~(2+)浓度等于0.3 mol/L为前提条件,研究不同类型锌盐(硝酸锌、硫酸锌、乙酸锌和氯化锌)对ZnO光催化剂形貌和光催化性能的影响,实验证明硝酸锌是最理想的锌源。通过研究不同Zn~(2+)浓度和锌源对ZnO的影响,实验结果表明Zn~(2+)浓度为0.3 mol/L,以硝酸锌盐为锌源制备出的ZnO具有优异的紫外光光催化性能和循环稳定性。第二,通过共沉淀法结合热处理工艺制备了ZnO/ZnFe_2O_4催化剂。在共沉淀法的基础上,成功制备了在不同温度下煅烧的ZnO/ZnFe_2O_4纳米复合材料,在紫外光照射下具有良好的光催化活性。研究了ZnO/ZnFe_2O_4颗粒在紫外光照射下甲基橙(MO)降解反应中的光催化性能。结果表明,在500℃煅烧的ZnO/ZnFe_2O_4催化剂表现出最高的降解效率。该结果可归因于结晶度和比表面积的综合作用。第叁,采用简便的溶剂热法合成单纯的ZnO、ZnFe_2O_4以及ZnO/ZnFe_2O_4复合光催化剂,通过调控Zn~(2+)/Fe~(3+)摩尔比获得不同物相含量和形貌特征的ZnO/ZnFe_2O_4复合光催化剂,以亚甲基蓝作为目标污染物,在500 W氙灯照射下考察光催化剂对亚甲基蓝溶液的降解性能,结果表明:ZnO/ZnFe_2O_4复合光催化剂有一定的可见光催化降解活性,其中Zn~(2+)/Fe~(3+)摩尔比为5:2时,获得的ZnO/ZnFe_2O_4复合光催化剂降解活性优于单纯的ZnO和ZnFe_2O_4,210 min后亚甲蓝的降解率可达到36%。同时,利用磁强计和施加外磁场的方式,研究ZnO/ZnFe_2O_4复合光催化剂的磁滞回线和分离回收性能,可知Zn~(2+)/Fe~(3+)摩尔比为5:2时饱和磁化强度为27.6 emu·g~(-1),具有很强的铁磁性,在外磁场作用下可以快速从悬浮溶液中分离出来。(本文来源于《江西科技师范大学》期刊2019-06-12）
王辉[3]（2019）在《磁性ZnFe_2O_4@SiO_2@TiO_2-F/N复合光催化剂的制备及性能研究》一文中研究指出本文针对纳米TiO_2光催化剂回收困难、可见光催化活性低等问题,制备了F、N共掺杂的磁性ZnFe_2O_4@SiO_2@TiO_2复合光催化剂。首先以磁性ZnFe_2O_4纳米颗粒为磁核、TEOS为硅源,采用溶胶-凝胶法制备二元磁性复合纳米颗粒ZnFe_2O_4@SiO_2(ZS);再以TBOT为钛源、NH_4F为掺杂源,分别采用水热法和煅烧法制备磁性叁元复合光催化剂ZnFe_2O_4@SiO_2@TiO_2-F/N(HZST-F/N和CZST-F/N)。以甲基橙(MO)为模拟污染物探究其光催化性能,并考察了催化剂的磁分离性能。结果表明,水热法时制备的HZST-F/N在紫外光照射150min和可见光照射120min下,对甲基橙的降解率都达到了100%;而煅烧法时制备的CZST-F/N对甲基橙的降解率分别为100%和95%。XRD结果显示叁元复合催化剂中的磁核ZnFe_2O_4为尖晶石结构,中间惰性层为无定形SiO_2,外层TiO_2为锐钛矿型;SEM和TEM结果表明ZS具有核壳结构,粒径约为120nm;HZST-F/N和CZST-F/N都具有球形结构,粒径约为1.07和1.01μm;VSM结果表明HZST-F/N和CZST-F/N都具有超顺磁性,饱和磁化强度为7.5和6.0emu/g;BET结果表明HZST-F/N和CZST-F/N的比表面积为272.3和129.8m~2/g;HZST-F/N和CZST-F/N的光电流密度为0.12和0.08μA·cm~(-2)。因此,水热法制备的催化剂性能更好。为了探讨ZST-F/N的光催化机理,在光催化反应体系中分别加入活性基团捕获剂EDTA、AgNO_3、TBA和BQ,发现它们对光催化降解甲基橙都有抑制作用,其中BQ和EDTA的抑制作用较强,说明活性基团O_2?~-和h~+对光催化反应起主要作用。UV-Vis DRS结果显示,ZST-F/N的吸收边发生了红移、带隙能减小,可见光吸收增强;XPS结果表明,F、N取代了TiO_2中的晶格氧形成O-Ti-N和Ti-F键,从而降低了TiO_2的带隙,促进了可见光吸收;PL光谱和光电流密度实验结果表明,氟氮共掺杂有效地抑制了光生电子-空穴的复合。正是由于窄带隙能半导体ZnFe_2O_4、惰性层SiO_2和F、N共掺杂TiO_2的协同作用,增强了复合光催化剂对可见光的吸收和光生电子-空穴的分离效率,最终使得ZST-F/N表现出高效且稳定的紫外-可见光催化活性。(本文来源于《合肥工业大学》期刊2019-05-01）
张旭东[4]（2019）在《可磁性回收的铁酸锰复合光催化剂的光芬顿性能研究》一文中研究指出铁酸锰(MnFe_2O_4)是一种窄带隙尖晶石型铁氧体,并且具有优异的的吸附性、软磁性等物理化学性能,被广泛应用于磁性光催化和高级氧化技术领域。本论文通过水热法制备出MnFe_2O_4纳米颗粒,与石墨烯(rGO)、二硫化锡(SnS_2)和二氧化铈(CeO_2)复合来改性MnFe_2O_4的带隙结构,以提升MnFe_2O_4的光芬顿性能。通过XRD、SEM、TEM、UV-vis DRS、XPS、VSM、FT-IR、PL、Raman等表征手段对复合材料的性能进行表征。用氙灯模拟太阳光,以染料亚甲基蓝(MB)为降解对象,对复合光催化剂的光芬顿性能进行评估。其主要内容为:一、通过水热法成功制备出了平均粒径为75 nm的MnFe_2O_4纳米椭球颗粒,利用Hummers方法制备出了氧化石墨烯。利用水热法的还原性,最后通过一步水热法制备了铁酸锰/热还原氧化石墨烯(MnFe_2O_4/rGO)。用TEM表征发现石墨烯片联结着铁酸锰纳米粒子。根据Uv-vis估计出MnFe_2O_4和MnFe_2O_4/rGO的带隙分别为2.44 eV和2.13 eV。通过磁铁石可以回收反应后的光催化剂。通过光催化实验可以发现,相较于纯的MnFe_2O_4,基于光芬顿的MnFe_2O_4/rGO复合材料光催化活性显着增强。通过添加不同的捕获剂进行活性自由基检测,发现氢氧自由基和电子为主要活性物质。通过分析光芬顿机制,发现复合材料有两种有效途径降解来降解亚甲基蓝。二、采用一步简便、经济的水热法成功地合成了一种可磁性分离的MnFe_2O_4/SnS_2复合材料。用XRD、SEM、TEM对复合材料的结构和形貌进行表征。从光芬顿实验可以看出,制备的复合材料具有较好的光芬顿活性和磁响应性,对MnFe_2O_4/SnS_2复合材料的回收和再利用具有显着的影响。通过对比,发现MnFe_2O_4/SnS_2-10%在可见光照射下的降解效果最好。考察了溶液pH、H_2O_2用量等因素对光芬顿氧化的影响。通过5次循环实验,发现二元复合材料有比较好的循环稳定性。因此,采用简单的合成工艺制备的MnFe_2O_4/SnS_2复合材料具有较高的磁响应和优异的光芬顿性能,在光降解领域具有广阔的应用前景。叁、制备了叁元复合材料MnFe_2O_4/CeO_2/SnS_2(复合比为1:0.2:0.5,1:0.2:1,1:0.2:1.5)。探讨了MnFe_2O_4/CeO_2/SnS_2复合材料在中性pH条件下非均相光芬顿降解亚甲基蓝的性能,通过与光催化比较。结果表明,光芬顿降解效果要优于光催化的,对亚甲基蓝的降解效率较高,且在外加磁场下易于回收。这样就可以有效地重复使用催化剂,而不会在催化循环中大量丧失活性,这对于可回收染料降解系统来说是一个非常有趣的前景。(本文来源于《兰州理工大学》期刊2019-04-01）
郭星[5]（2019）在《包覆型石墨烯/TiO_2磁性复合光催化剂的制备及性能研究》一文中研究指出为制备一种既能够分离回收又具有高效光催化性能的TiO_2光催化剂,本文首先以改进的Hummers法制备氧化石墨烯溶液,然后使用共沉淀法制备出磁基体,进而采用水热法制备出不同种的磁性复合光催化剂。通过对样品进行一系列的表征分析和在紫外光下对甲基橙的降解率来评价复合光催化剂的催化性能及循环使用性能,最终以T/G-F1为代表对合成的磁性复合光催化剂光催化降解甲基橙染料废水的动力学特征及光催化机理进行了分析。实验结果表明:(1)在不同石墨烯含量的磁性复合光催化剂中,当氧化石墨烯溶液浓度为0.75mg/mL时,得到的磁性复合光催化剂T/0.75G-F具有较好的催化性能和磁分离回收使用性能。XRD及TEM分析结果表明,制得的磁性复合光催化剂中生成的TiO_2为锐钛矿相,Fe_3O_4为立方晶系,且两者都较均匀的分散在rGO片层表面;BET结果表明,磁性复合光催化剂T/0.75G-F的比表面积和孔体积最大,分别为238.3703 m~2/g和0.578432 cm~3/g;UV-visDRS结果表明,磁性复合光催化剂对可见光的吸收性能明显增强,而且均向可见光区域发生了明显红移,其中T/0.75G-F的红移量最大,这与BET结果相吻合。在光催化降解甲基橙溶液的实验中,T/0.75G-F对甲基橙的降解率最高为94.58%,在重复循环使用五次后降解率依然能达到90.87%。(2)在TiO_2与磁基体为不同配比的磁性复合光催化剂中,当TiO_2与磁基体的配比为3:1时,得到的磁性复合光催化剂T/G-F1具有较好的催化性能和磁分离回收使用性能。XRD图谱及EDS元素分析结果表明,成功的合成了磁性复合光催化剂TiO_2/rGO-Fe_3O_4,从TEM图中可以清晰的看出TiO_2与磁基体的配比为3:1时反应生成的TiO_2和Fe_3O_4颗粒较均匀的分散在rGO片层间;BET结果表明,TiO_2的比表面积和孔体积在引入了rGO之后有了显着增加,在不同配比的复合光催化剂中T/G-F1的比表面积和孔体积最大;UV-visDRS结果表明,T/G-F1对可见光的响应最强,与纯TiO_2相比其禁带宽度只有2.52eV;VSM结果表明,T/G-F1具有较好的磁性,室温下其饱和磁化强度为6.47emu/g。在光催化降解甲基橙溶液的实验中,T/G-F1的降解效果最好,降解率高达94.94%,在重复循环使用五次后对甲基橙的降解率依然能达到90.23%。(3)磁性复合光催化剂T/G-F1对甲基橙溶液的降解为一级反应,并且遵循Langmiur-Hinshelwood(L-H)动力学模型,其降解动力学方程为:r=C_0/(88.45206+1.42908C_0)。研究结果表明,通过改变氧化石墨烯溶液浓度及TiO_2与磁基体的配比制备出的磁性复合光催化剂既具有较高的光催化性能又能够分离回收循环使用,为实现TiO_2光催化技术的全面推广与规模化应用具有指导意义。(本文来源于《辽宁工业大学》期刊2019-03-01）
郭星,孙婷,于常武,盛雨哲,贺奕博[6]（2018）在《磁性TiO_2/rGO-Fe_3O_4复合光催化剂的制备及性能研究》一文中研究指出以氧化石墨烯为原料,利用共沉淀法得到rGO-Fe_3O_4磁性载体,进而采用水热法制备出TiO_2与rGO-Fe_3O_4磁基体不同配比的磁性TiO_2/rGO-Fe_3O_4复合光催化剂,紫外光下催化降解甲基橙溶液,结果表明,石墨烯的引入可以扩宽TiO_2对可见光的光谱响应范围,在紫外光照射下,m(TiO_2)∶m(磁基体)=3∶1的磁性TiO_2/rGO-Fe_3O_4复合光催化剂的催化性能最佳,经120 min光照后,甲基橙降解效率高达94. 94%,重复循环使用5次后,降解率依然能达到90. 23%。(本文来源于《应用化工》期刊2018年10期）
蒋栋栋,卢晓涵,俞伟梁,施正军,黄鑫[7]（2018）在《立方块型Fe_3O_4表面修饰TiO_2磁性复合光催化剂的制备及光降解性能研究》一文中研究指出以氯化铁为起始原料,制备得到了高磁性的立方块型纳米四氧化叁铁,然后对所得到的四氧化叁铁表面用二氧化钛进行修饰,优化条件得到TiO_2/Fe_3O_4复合催化剂,并通过透射电镜、XRD、紫外-可见光分光光度计和物性测试系统等仪器对所得到的催化剂进行详细地表征。优化得到的复合物催化剂对罗丹明B紫外光下的降解效率达到85%,在太阳光下降解率可达68%,且催化剂可以方便地经磁性分离回收。(本文来源于《化学试剂》期刊2018年06期）
王倩文[8]（2018）在《钼系磁性纳米复合光催化剂的制备及性能研究》一文中研究指出光催化氧化技术是一种去除工业废水中有毒有机物的简便有效的方法,它的发展潜力和应用前景还有很大的空间。然而,光催化技术却存在量子效率低,对可见光利用率低,回收利用困难等问题,严重限制着光催化技术在处理实际废水中的应用。因此,研究开发具有高活性、能高效利用可见光且能快速回收以便下一次利用的新型光催化剂是国内外水处理领域的重要课题。近年来,磁性纳米光催化剂在水处理技术方面的应用已经引起了广泛的关注,主要原因在于磁性整合后的材料其物理和化学性能及实用性增强。由于磁性材料引入纳米光催化材料,通过施加外部磁场,就能很容易的从废水中分离出来,从而能完成一个经济、有效、环境友好的水处理工艺。基于四氧化叁铁有超顺磁性和优良的导电性,制备成本低;钼系硫化物具有可见光催化活性;石墨烯具有比表面积大、电子性能独特、透光性高、吸附性能优异的优点,是制备复合光催化剂的优秀载体。本研究采用水热法、超声辅助法、原位合成法等制备出具有高效的可磁性分离的MoS_2@Fe_3O_4和MoS_2-Fe_3O_4-RGO光催化剂;使用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N_2吸附、紫外可见漫反射光谱(DRS)、荧光光谱(PL)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)、拉曼光谱等技术对其光催化剂的微观形貌、晶型、化学结构、物理吸附性能、光学性质、能带结构进行表征;通过在模拟可见光下降解目标污染物罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)或对硝基苯酚(4-NP)模拟废水,用来评价复合磁性光催化剂的光催化活性。本研究为以后钼系磁性材料的研究及在处理有机废水方面的应用提供了理论基础。主要研究内容和结论如下:(1)花状磁性MoS_2@Fe_3O_4可见光催化剂的制备、表征及其性能的研究:利用合理的水热合成路线,制备了具有良好光催化性能的磁性可回收纳米四氧化叁铁复合材料。研究结果展现了材料良好的结构,组成、光学和磁学性质。在可见光照射下,通过降解罗丹明B(RhB)和亚甲基蓝(MB)的水溶液来评价光催化活性。与单纯的MoS_2相比,四氧化叁铁质量分数为17%的MoS_2@Fe_3O_4复合物具有优异的光催化性能。光催化降解结果表明RhB和MB的降解率对其溶液的初始pH值有明显的依赖性,当pH分别为3和11时降解率最佳。更重要的是,磁性MoS_2@Fe_3O_4光催化剂在进行8次循环光催化反应后,仍然能够在外部磁场下快速分离并且回收再利用。(2)叁元磁性MoS_2-Fe_3O_4-RGO复合可见光催化剂的制备、表征及其性能的研究:采用水热法制备了花状的MoS_2@Fe_3O_4、MoS_2-Fe_3O_4-RGO复合光催化剂,探究了两种可见光催化剂对罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和对硝基苯酚(4-NP)模拟废水的降解性能。实验结果证明:样品在负载石墨烯后能有效的抑制光生电子和空穴对的复合,提高了催化剂的量子效率和电子转移能力;负载了5 wt%RGO时获得的MFG-5光催化剂的活性最高,它对RhB的降解率高达99%,比MoS_2@Fe_3O_4提高32%。MoS_2-Fe_3O_4-RGO复合光催化剂活性的提高跟缺陷的生长,以及比表面积的增大有密切关系,还与其电子转移能力的提高有关。(本文来源于《河南师范大学》期刊2018-05-01）
赵晓旭[9]（2018）在《酵母炭基磁性复合光催化剂的构筑及其光降解抗生素残留的行为和机理研究》一文中研究指出环境污染问题已成为制约现代人类社会发展的重要因素,其中水体中抗生素残留引起的污染已严重影响到环境生态平衡及人类身体健康。因此,去除水体中抗生素残留以改善水体环境是目前亟待解决的问题。光催化技术具有操作简单、效率较高、绿色环保等优势,在水体污染物治理方面具有广泛的应用前景。光催化技术的关键在于设计和制备高效的光催化剂,在诸多被广泛研究的半导体光催化剂中,TiO_2、BiVO_4和Co_3O_4光催化材料由于理化性质稳定、无毒无害等优势在环境净化方面具有潜在的应用价值。但是,单一光催化剂分散性差、比表面积小等限制了半导体的光催化活性。酵母菌具有碳元素含量高、来源广泛、绿色环保等优点被认为是理想的碳源,由酵母菌制备的酵母炭内部具有丰富的孔道结构且吸附性能良好,是一种较好的催化剂载体材料,与半导体光催化剂构建复合材料可以有效地解决单一催化剂分散性较差、比表面积小等问题,从而提高光催化活性。由于缺少有效的分离技术,粉体复合材料通常难以回收再利用,制约其实际应用。因此,将磁性半导体材料引入到光催化材料体系中,可赋予其优异的磁分离功能,进而提高回收再利用效率。综上所述,本论文以酵母菌为碳源,构建酵母炭基磁性复合光催化剂,并将其应用于降解水环境中的抗生素残留。利用多种表征手段系统地考察所制备的酵母炭基磁性复合光催化剂的结构特征和理化特性,同时研究其降解抗生素残留的性能,阐明了酵母炭基磁性复合光催化剂的构效关系和光催化降解反应机制。本论文研究的主要工作如下:1.酵母炭/钛基磁性复合光催化剂的制备及其光催化性能研究(1)以酵母菌为碳源,采用水热法、溶胶凝胶法及高温煅烧法合成Fe_3O_4@TiO_2-C磁性复合光催化剂。利用XRD、SEM、EDS、TEM、HRTEM、UV-vis DRS、FT-IR、XPS、Raman、VSM、ESR等一系列表征手段对Fe_3O_4@TiO_2-C磁性复合光催化剂的晶体结构、样品形貌、光吸收能力、磁性性能、自由基种类等进行了分析。考察了不同反应温度对合成样品降解抗生素活性的影响,当反应温度为300 ~oC,Fe_3O_4@TiO_2-C-300的降解活性最高,在120 min内四环素(TC)的降解率到达82.6%。光催化反应机理研究表明,酵母炭能够有效地促进光生载流子的分离效率,提高光催化活性。(2)以酵母菌为碳源,采用溶剂热法、自组装法和高温煅烧法制备出Fe_3O_4@mTiO_2/C磁性复合光催化剂。利用多种表征手段对合成样品的微观结构和理化性质进行了系统地研究。光降解实验结果表明,Fe_3O_4@mTiO_2/C显示出最佳的降解效果,60 min之内,在可见光下TC的降解率达到64%。同时研究了Fe_3O_4和酵母炭的双敏化和双导电作用对光降解水体中TC活性的影响机制。通过自由基捕获实验和ESR技术测试表明,光催化降解过程中的主要活性物种是·O_2~-、h~+和·OH。2.酵母炭/铋基磁性复合光催化剂的制备及其光催化性能研究(1)首先,通过水热法合成Fe_3O_4纳米粒子和哑铃状BiVO_4,然后以酵母菌为碳源合成Fe_3O_4/C磁性复合材料,再将Fe_3O_4/C磁性复合材料与哑铃状BiVO_4进行自组装,制备出Fe_3O_4/C/BiVO_4磁性复合光催化剂。通过不同的表征手段对所制备样品的理化性质进行系统地分析。通过调节Fe_3O_4/C的含量考察Fe_3O_4/C/BiVO_4磁性复合光催化剂对降TC活性的影响。当Fe_3O_4/C的含量为5%时,Fe_3O_4/C/BiVO_4表现出最佳的光催化活性,60 min之内,在可见光下降解率达到83%。此外,通过探讨Fe_3O_4/C/BiVO_4光催化降解TC的机理表明,光催化降解过程中的主要活性物种是h~+、·O_2~-和·OH。(2)以酵母菌为碳源,采用一步法成功将Co_3O_4/BiVO_4 p-n结磁性复合材料负载于块状形貌结构的酵母炭表面,制备出Co_3O_4/BiVO_4/C磁性复合光催化剂。通过一系列的表征手段对合成Co_3O_4/BiVO_4/C样品的理化性质(如形貌结构、光响应能力、磁性性能、活性物种种类、电化学性能等)进行了分析。考察了不同Co~(2+)/BiVO_4摩尔比对光催化降解TC性能的影响。当Co~(2+)/BiVO_4摩尔比为0.05时,在可见光下Co_3O_4/BiVO_4/C-5的光催化活性最高,120 min之内,降解率达到83%。详细研究了p型半导体Co_3O_4和n型半导体BiVO_4的价带和导带的位置以及复合材料的构筑关系。通过Co_3O_4/BiVO_4/C光催化降解TC反应机理表明,酵母炭修饰的p-n结体系能够有效地促进电子的迁移速率,提高光催化活性。3.酵母炭/钴基磁性复合光催化剂的制备及其光催化性能研究(1)以酵母菌为碳源,采用水热法、自组装法和高温煅烧法成功合成Fe_3O_4@C/Co_3O_4磁性复合光催化剂。通过一系列的表征手段对所制备的Fe_3O_4@C/Co_3O_4磁性复合光催化剂的理化性能(如形貌结构、光响应能力、磁性性能、电化学性能等)进行了分析。考察了不同碳含量对催化剂活性的影响,当碳含量为0.3 g时,Fe_3O_4@C/Co_3O_4-0.3表现出最佳的光催化活性,在可见光下反应120 min,TC的降解率达到80%。此外,通过分析UV-vis DRS和价带谱,计算出Co_3O_4半导体的价带与导带的位置,结果表明Co_3O_4导带上的电子与O_2反应生成·O_2~-。通过对Fe_3O_4@C/Co_3O_4光降解TC的中间产物及光催化机理分析表明,光催化降解过程中的主要活性物种是h~+、·O_2~-和·OH。(2)以酵母菌为碳源,通过水热法和自组装法成功制备出酵母炭修饰的g-C_3N_4/Co_3O_4 Z型异质结磁性复合光催化剂(g-C_3N_4/Co_3O_4/C)。利用XRD、TEM、HRTEM、EDS、UV-vis DRS、XPS、VSM、ESR、光电流、阻抗等一系列表征手段对样品的理化性质等进行了分析。光催化实验结果表明,g-C_3N_4/Co_3O_4/C Z型异质结磁性复合光催化剂具有最佳的光催化活性,120 min之内,在可见光下的降解率达到79%,说明酵母炭修饰的Z型异质结体系能够促进载流子的分离效率,从而提高光催化活性。详细地计算出g-C_3N_4半导体与Co_3O_4半导体的价带与导带的位置,结果表明两种半导体光催化剂可以构筑成Z型异质体系。通过自由基捕获实验和ESR技术测试结果表明,光催化降解过程中的主要活性物种是·O_2~-、·OH和h~+。(本文来源于《江苏大学》期刊2018-04-01）
高乃玲[10]（2017）在《基于生物质炭的磁性铋系复合光催化剂的设计及其吸附/降解四环素残留的应用研究》一文中研究指出近年来,四环素作为临床大量使用的一种抗生素,为医学事业的发展做了较大贡献,但其在环境中的残留所造成的影响问题日益严重。四环素在环境中的残留,最终会通过一系列的途径进入人体,进而对人体造成不可逆转的伤害,因此,寻求一种合适的方法解决四环素残留问题是目前首要任务。光催化技术,作为一种绿色环保技术具有无毒害、无二次污染和成本很低的优势,是一种比较理想的应用于环境污水处理的方法。在众多光催化剂中,铋系光催化剂如Bi、Bi_2O_3和(BiO)_2CO_3等光催化剂具有较好的稳定性及光催化活性,常被用于环境水污染的处理。为了进一步提高上述光催化剂的光催化活性,本论文引入了生物质炭材料,将铋系光催化剂与炭化后的生物质材料复合,不但能够实现光催化剂吸附性能的提升,还有助于光生电子空穴对的分离,使光催化降解有机污染物的活性提高。然而,为了提高上述复合光催化剂从溶液中分离回收的利用性,因此,本论文引入了磁性材料(Fe_3O_4),旨在提高复合光催化剂的分离回收性能。本论文构建了生物质炭材料-铋系-Fe_3O_4光催化剂体系,通过一系列的表征方法对复合光催化剂的性能和性质进行了阐明。具体内容如下:(1)采用一系列方法制备了多孔碳,利用一步法合成了C/Fe_3O_4/Bi复合光催化剂,通过XRD、EDS、SEM、TEM、UV–vis、BET和荧光光谱测试等方法对该复合材料进行一系列系统的表征,考察了不同因素对其可见光光催化降解四环素的影响,并阐述了C/Fe_3O_4/Bi的光催化降解机理。(2)采用一步法制备石墨化程度较高的C/Fe_3O_4,通过溶剂热法合成了C/Fe_3O_4/Bi_2O_3复合光催化剂,通过XRD、Raman、XPS、SEM、TEM、UV–vis和质谱等手段对C/Fe_3O_4/Bi_2O_3复合光催化剂进行系统的表征,考察了不同因素对其可见光光催化降解四环素的影响,阐述了C/Fe_3O_4/Bi_2O_3的光催化降解机理并分析了中间降解产物。(3)利用溶剂热法合成了Fe_3O_4/(BiO)_2CO_3复合光催化剂,再将其与基于生物质炭材料制备的碳量子点(CQDs)复合,制备出了Fe_3O_4/(BiO)_2CO_3/CQDs,通过XRD、FT-IR、XPS、SEM、TEM、UV–vis和光电流等手段对Fe_3O_4/(BiO)_2CO_3/CQDs进行了系统的表征,考察了不同因素对Fe_3O_4/(BiO)_2CO_3/CQDs可见光光催化降解四环素的影响,并阐述了Fe_3O_4/(BiO)_2CO_3/CQDs的光降解机理。(本文来源于《江苏大学》期刊2017-04-01）
磁性复合光催化剂论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
由于工业化的发展带来的环境污染,严重危害到人类的健康安全,从而引起人类对环境治理的重视。光催化技术可以有效治理水污染,相比于传统的吸附、过滤、沉降等物理方法,其操作简便且成本低。当前,光催化主要以半导体材料为基础展开研究。氧化锌是一种新型宽带隙II-VI族半导体应材料,室温下禁带宽度约为3.2 eV,具有高的激子结合能(60 meV)、高反活性、对环境友好且成本低等优点使其成为有前景的光催化材料,但是由于其带隙的限制只能吸收少量的紫外光,而且由于其颗粒较小,很难将其从液体中快速分离出来。而铁酸锌(ZnFe_2O_4)其带隙较窄(1.9 eV),可吸收可见光且带有磁性。通过构建ZnO/ZnFe_2O_4异质结,以拓宽ZnO对可见光的吸收,提高光催化活性;另外利用磁性ZnFe_2O_4作为载体,帮助催化剂回收。两者结合正好拟补对方的缺点,发挥双方的优势,以此为背景,本论文拟研发高性能的ZnO和ZnO/ZnFe_2O_4光催化材料用于有机污染物的催化降解。主要从以下几个方面进行研究。第一,通过调控Zn~(2+)浓度及优选锌源,采用均相沉淀法制备不同特征的纳米ZnO光催化剂。通过调控前驱液中Zn~(2+)浓度,研究了不同Zn~(2+)浓度下制备相出的ZnO形貌和光催化性能的差异,结果表明Zn~(2+)浓度为0.3 mol/L制备的ZnO具有优异的光催化活性。然后以Zn~(2+)浓度等于0.3 mol/L为前提条件,研究不同类型锌盐(硝酸锌、硫酸锌、乙酸锌和氯化锌)对ZnO光催化剂形貌和光催化性能的影响,实验证明硝酸锌是最理想的锌源。通过研究不同Zn~(2+)浓度和锌源对ZnO的影响,实验结果表明Zn~(2+)浓度为0.3 mol/L,以硝酸锌盐为锌源制备出的ZnO具有优异的紫外光光催化性能和循环稳定性。第二,通过共沉淀法结合热处理工艺制备了ZnO/ZnFe_2O_4催化剂。在共沉淀法的基础上,成功制备了在不同温度下煅烧的ZnO/ZnFe_2O_4纳米复合材料,在紫外光照射下具有良好的光催化活性。研究了ZnO/ZnFe_2O_4颗粒在紫外光照射下甲基橙(MO)降解反应中的光催化性能。结果表明,在500℃煅烧的ZnO/ZnFe_2O_4催化剂表现出最高的降解效率。该结果可归因于结晶度和比表面积的综合作用。第叁,采用简便的溶剂热法合成单纯的ZnO、ZnFe_2O_4以及ZnO/ZnFe_2O_4复合光催化剂,通过调控Zn~(2+)/Fe~(3+)摩尔比获得不同物相含量和形貌特征的ZnO/ZnFe_2O_4复合光催化剂,以亚甲基蓝作为目标污染物,在500 W氙灯照射下考察光催化剂对亚甲基蓝溶液的降解性能,结果表明:ZnO/ZnFe_2O_4复合光催化剂有一定的可见光催化降解活性,其中Zn~(2+)/Fe~(3+)摩尔比为5:2时,获得的ZnO/ZnFe_2O_4复合光催化剂降解活性优于单纯的ZnO和ZnFe_2O_4,210 min后亚甲蓝的降解率可达到36%。同时,利用磁强计和施加外磁场的方式,研究ZnO/ZnFe_2O_4复合光催化剂的磁滞回线和分离回收性能,可知Zn~(2+)/Fe~(3+)摩尔比为5:2时饱和磁化强度为27.6 emu·g~(-1),具有很强的铁磁性,在外磁场作用下可以快速从悬浮溶液中分离出来。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
磁性复合光催化剂论文参考文献
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[2].廖伟秀.ZnO/ZnFe_2O_4复合光催化剂的合成与磁性回收的研究[D].江西科技师范大学.2019
[3].王辉.磁性ZnFe_2O_4@SiO_2@TiO_2-F/N复合光催化剂的制备及性能研究[D].合肥工业大学.2019
[4].张旭东.可磁性回收的铁酸锰复合光催化剂的光芬顿性能研究[D].兰州理工大学.2019
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[8].王倩文.钼系磁性纳米复合光催化剂的制备及性能研究[D].河南师范大学.2018
[9].赵晓旭.酵母炭基磁性复合光催化剂的构筑及其光降解抗生素残留的行为和机理研究[D].江苏大学.2018
[10].高乃玲.基于生物质炭的磁性铋系复合光催化剂的设计及其吸附/降解四环素残留的应用研究[D].江苏大学.2017