系列金属复合氧化物的合成及对染料光催化性能的研究

发布时间：2025-05-07 21:01

　　本文以柠檬酸为络合剂采用溶胶-凝胶法合成出钙钛矿型复合氧化物（FeYO3，SrFeO3，YCrO3，LaCrO3，CaZrO3，SrZrO3，BaZrO3），白钨矿型复合氧化物（CaCrO4，SrCrO4，BaCrO4）和尖晶石型复合氧化物（BaFe2O4）等一系列金属复合氧化物。通过红外、热重等化学方法探索了产物烧结时温度、烧结气氛、压强等反应条件对产物合成的影响，并使用X-射线衍射（XRD），透射电子显微镜（TEM），扫描电子显微镜（SEM），X-射线光电子能谱（XPS）等表征了样品的结构、表面形貌、内部粒径、表面含氧量。检测结果表明柠檬酸溶胶-凝胶法在最佳的反应条件下能合成出纯净且结构单一的金属复合氧化物。通过德拜-谢乐（Debye-Scherrer）公式的计算和透射电子显微镜的观测得出样品的平均粒径大部分小于100nm，属于纳米级。柠檬酸络合溶胶-凝胶法操作简单易行，反应时间短，合成产物纯度高，容易实现规模化生产，因此具有很好的开发前景。 本文着重以钙钛矿型复合氧化物为光催化剂对染料模拟的废水做了光催化性降解试验，探索了光催化降解染料的原因及光照时间、不同光催化剂等对氧化物光...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 金属复合氧化物
        1.2.1 金属复合氧化物的结构
        1.2.2 金属复合氧化物制备方法
        1.2.3 金属复合氧化物性能及应用现状
    1.3 染料及印染废水
        1.3.1 染料的分类
        1.3.2 印染废水的现状
        1.3.3 印染废水处理技术
    1.4 光催化处理技术
        1.4.1 光催化剂的选择
        1.4.2 粉末光催化剂的负载
    1.5 研究的目的和意义
第二章 氧化物的合成与表征
    2.1 主要试剂和仪器
    2.2 金属复合氧化物的合成
        2.2.1 FeYO₃, SrFeO₃, ACrO₃(A=Y3+, La3+)的合成
        2.2.2 AZrO₃(A=Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺)的合成
        2.2.3 ACrO₄(A=Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺)的合成
    2.3 金属复合氧化物的表征
        2.3.1 X-射线衍射(XRD)分析
        2.3.2 透射电子显微镜(TEM)分析
        2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)分析
        2.3.4 X 射线光电子能谱(XPS)分析
        2.3.5 红外谱图(IR)分析
        2.3.6 紫外可见光谱(UV)分析
第三章 金属复合氧化物合成条件的选择及表征结果分析
    3.1 金属复合氧化物合成条件的
        3.1.1 烧结温度对产物的影响
        3.1.2 烧结气氛对产物的影响
        3.1.3 烧结压强对产物的影响
    3.2 金属复合氧化物的表征结果分析
        3.2.1 烧结压强对产物的影响
            3.2.1.1 FeYO₃和 SrFeO_3-x的 XRD 谱图结果分析
            3.2.1.2 YCrO₃和 LaCrO₃的 XRD 谱图结果分析
            3.2.1.3 AZrO₃(A=Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺)的 XRD 谱图结果分析
            3.2.1.4 ACrO₄(A=Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺)的 XRD 谱图结果分析
        3.2.2 透射电子显微镜结果分析
            3.2.2.1 FeYO₃和 SrFeO₃的 TEM 结果分析
            3.2.2.2 YCrO₃, LaCrO₃的 TEM 结果分析
            3.2.2.3 AZrO₃(A=Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺)的 TEM 结果分析
        3.2.3 扫描电子显微镜结果分析
            3.2.3.1 FeYO₃和 SrFeO₃的 SEM 结果分析
            3.2.3.2 YCrO₃, LaCrO₃的 SEM 结果分析
            3.2.3.3 AZrO₃(A=Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺)的 SEM 结果分析
        3.2.4 XPS 结果分析
            3.2.4.1 金属复合氧化物 FeYO₃和 SrFeO₃XPS 谱图分析
            3.2.4.2 金属复合氧化物 YCrO₃和 LaCrO₃的 XPS 谱图分析
            3.2.4.3 金属复合氧化物 AZrO₃(A=Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺)XPS 谱图分析
第四章 染料的光催化降解
    4.1 实验部分
        4.1.1 主要实验仪器和试剂
        4.1.2 实验方法
            4.1.2.1 染料的光催化降解
            4.1.2.2 染料脱色率与光照、时间的关系
            4.1.2.3 相同条件下不同光催化剂对染料的光催化降解
            4.1.2.4 光催化剂对混合染料的光催化降解
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 水溶性酸性红 3B 染料的光催化降解
            4.2.1.1 水溶性酸性红 3B 染料的脱色原因
            4.2.1.2 光照时间对酸性红 3B 脱色率的影响
        4.2.2 染料中性红、酸性橙、碱性棕的光催化降解
            4.2.2.1 YCrO₃, LaCrO₃光催化实验
            4.2.2.2 CaZrO₃, SrZrO₃, BaZrO₃光催化实验
            4.2.2.3 CaZrO₃, SrZrO₃, BaZrO₃对混合染料的光催化实验
第五章 总结
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：4043788