鐵鎳復(fù)合氧化物的制備及光催化性能研究.pdf

1、光催化是處理廢水最理想的反應(yīng)，不僅利用了太陽(yáng)能，并且無(wú)有害副產(chǎn)物生成。自從發(fā)現(xiàn)TiO2光催化分解水以來(lái)，人們對(duì)于半導(dǎo)體材料在光催化技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的研究。磁性鐵氧體材料的磁性有利于催化劑的回收，所以磁性鐵氧體材料被應(yīng)用到光催化技術(shù)領(lǐng)域。其中NiFe2O4是非常重要的尖晶石鐵氧體材料。NiFe2O4的帶隙能為1.7eV，作為光催化劑，吸收太陽(yáng)光中的可見光部分，提高了太陽(yáng)光利用率;同時(shí)NiFe2O4的磁性解決了光催化劑回收的難題。到目前為

2、止，關(guān)于NiFe2O4光催化降解污染物的研究發(fā)現(xiàn)，NiFe2O4直接用于光催化降解污染物時(shí)，光催化降解率普遍較低。
　　本論文中，使用模板法制備了NiO，F(xiàn)e2O3，并進(jìn)行光催化性能研究;在不同的溫度下以棉纖維為模板制備了多孔NiFe2O4，研究了溫度對(duì)于NiFe2O4光催化性能的影響;研究了模板法，水熱法，溶膠-凝膠法對(duì)于NiFe2O4樣品光催化性能的影響;通過(guò)負(fù)載Bi2O3，嘗試優(yōu)化多孔NiFe2O4光催化性能;主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和

3、結(jié)果如下:
　　1.以棉纖維為模板制備了NiO，F(xiàn)e2O3，并進(jìn)行光催化性能研究。NiO樣品，F(xiàn)e2O3樣品的光催化降解率分別為28％，63％。NiO樣品，F(xiàn)e2O3樣品和吸附率分別是24％，46％。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，F(xiàn)e2O3樣品光催化效果較好。
　　2.以棉纖維為模板制備多孔NiFe2O4，在不同的溫度下(400℃，500℃，600℃)煅燒得到不同樣品的光催化性能，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知:400℃，500℃，600℃下樣品的吸附率分別

4、為41％，33％，29％，光催化降解率分別為63％，92％，90％，比表面積分別為9.38 m2/g，12.61 m2/g，7.21 m2/g。500℃下樣品的光催化降解率較好，說(shuō)明適中的結(jié)晶度、吸附率以及比表面積可以提高光催化降解率。
　　3.模板法制備多孔NiFe2O4樣品，與水熱法，溶膠-凝膠法制備的NiFe2O4樣品的催化性能進(jìn)行對(duì)比，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，水熱法樣品，溶膠-凝膠法樣品，模板法樣品的光催化降解率分別為23％，69％

5、，92％，吸附率分別為23％，29％，33％，比表面積分別為55.6 m2/g，12.61 m2/g，3.59 m2/g;溶膠-凝膠法和模板法的到的樣品是多孔材料，而水熱法樣品的平均孔徑是12.4nm，屬于介孔材料。說(shuō)明適中的比表面積、孔徑、吸附率可以提高光催化降解率。
　　4.直接煅燒法制備α-Bi2O3與多孔NiFe2O4復(fù)合，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，并沒有將α-Bi2O3負(fù)載到多孔NiFe2O4上，純多孔NiFe2O4的光催化降解率(

6、92％)較負(fù)載α-Bi2O3的光催化降解率(41％)高出51％;說(shuō)明較大粒徑的α-Bi2O3與多孔NiFe2O4沒有形成有效的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致光催化降解率的降低;水熱法制備較小粒徑的β-Bi2O3與多孔NiFe2O4負(fù)載，形成β-Bi2O3/NiFe2O4異質(zhì)結(jié)構(gòu)。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，純多孔NiFe2O4的光催化降解率(92％)較負(fù)載β-Bi2O3的光催化降解率(42％)高出50％，;說(shuō)明較小粒徑的β-Bi2O3負(fù)載到多孔NiFe2O4的表面，