CaTiO_3纳米颗粒及复合材料的制备与性能研究

CaTiO_3纳米颗粒及复合材料的制备与性能研究

作者:师大云端图书馆 时间:2016-07-05 分类:参考文献 喜欢:2513
师大云端图书馆

【摘要】本文采用改进的聚丙烯酰胺凝胶法,系统的研究了CaTiO3纳米粉体、CaTiO3@石墨烯纳米复合材料以及CaTiO3沉积Ag纳米复合材料的制备及光催化性能,主要成果如下:一、采用改进的聚丙烯酰胺凝胶法,通过改变络合剂的种类制备了具有特定尺寸的CaTiO3纳米粉体。XRD技术检测结果表明,以EDTA、乙酸、酒石酸、柠檬酸为络合剂,在温度600℃下烧结6h能够得到高纯相的CaTiO3纳米粉体。SEM照片观察显示制备的样品颗粒形貌规整,主要呈类球形,颗粒粒度均匀,平均粒径分别为,-25nm、~33nm、~36nm、~55nm。利用紫外-可见漫反射光谱研究了CaTiO3纳米颗粒的光吸收特性,其带隙为3.66eV-3.59eV。通过在紫外光(UV)辐射下降解甲基橙(MO)来考察了CaTiO3纳米颗粒的光催化活性,并且使用对二苯甲酸作为探针分子通过荧光(PL)技术研究了光催化过程中生成羟基自由基(·OH)的情况。同时,对相关的光催化机理进行了讨论。二、以酒石酸为络合剂,采用上述方法制备出CaTiO3纳米颗粒。取适量该样品于装有纯酒精溶液的烧杯中,加入少量石墨烯并进行超声分散,然后放入真空干燥箱烘干即得到CaTiO3@石墨烯纳米复合光催化剂。利用XRD、TEM、紫外-可见漫反射光谱、PL光谱等技术对样品进行了表征,结果表明:CaTiO3纳米颗粒能够很好的嵌在石墨烯薄层上;以甲基橙为目标降解物,在15W低压汞灯的照射下,CaTiO3@石墨烯的光催化活性与纯相CaTiO3纳米颗粒相比明显得到提高;以对苯二甲酸为探针分子,采用光致发光技术检测表明样品在光照下产生了大量羟基自由基,证明了羟基自由基为此降解反应的主要活性物种。同时,对相关的光催化机理进行了讨论。三、通过光化学还原法制备了CaTiO3沉积Ag纳米复合光催化剂,利用XRD、TEM、EDX、紫外-可见漫反射光谱等技术进行表征,结果表明:Ag很好的沉积到了CaTiO3纳米颗粒表面;以甲基橙为目标降解物,在15W低压汞灯的照射下,CaTiO3@Ag的光催化活性与纯相CaTiO3纳米颗粒相比明显得到提高,可能的原因是光生电子从CaTiO3迁移到Ag纳米颗粒上,导致光催化反应过程中空穴的增加。在光催化反应中,CaTiO3@Ag比CaTiO3产生更多的·OH。此外,乙醇的加入抑制了·OH的生成,同时减小了光催化效率。由实验结果,可以得出结论:·OH是光催化过程中降解染料的主要活性物种。同时,对相关的光催化机理进行了讨论。
【作者】霍亚杉;
【导师】杨华;
【作者基本信息】兰州理工大学,凝聚态物理,2014,硕士
【关键词】CaTiO3;光催化;CaTiO3@石墨烯;CaTiO3@Ag;

【参考文献】
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