纳米氧化亚铜晶须的制备、表征及其光催化活性的研究

摘要

纳米材料具有明显异于一般宏观材料的物理、化学性能,从而引起了研究者的广泛兴趣.纳米材料与技术诞生十多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直非常引人注目,特别是在环境保护和环境治理方面的应用,已经呈现出欣欣向荣的前景.随着纳米材料和纳米技术在环保方面的应用深入的研究,会给中国乃至全世界在治理环境污染方面带来新的机会.TiO<,2>作为一种光催化剂用于降解有机污染物,有非常明显的效果,但也存在一定的局限性.1998年,Ikeda等人首次宣布用Cu<,2>O作光催化剂可在阳光下将水分解成氢气和氧气,预示着Cu<,2>O在可见光下具有很好的光催化性能.块体Cu<,2>O量子效率较低,产生的光生电子-空穴对容易复合.当粒度从微米级变为纳米级时,复合率降低,可提高量子效率.我们的目的是要用简单的方法制备出粒径较小,且形貌均一的纳米级氧化亚铜,并探讨纳米级氧化亚铜的光催化活性.在该论文的第二章和第三章我们采用用软模板法制备纳米氧化亚铜.首先用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵作模板,在液相中合成纳米级氧化亚铜,用TEM,XRD,XPS,HRTEM来表征得到的样品,并探讨了最佳制备工艺条件.优化反应条件,当CuSO<,4>·5H<,2>O为2.5g,NaOH为4.0g,CTAB为50mg,1M的N<,2>H<,4>·H<,2>O为4.0ml时得到了直径约10nm,长约500nm的,性能稳定的氧化亚铜晶须.用聚乙二醇、葡萄糖和十二烷基磺酸钠三种添加剂也制得了粒径比较均一,长约300-500nm之间的Cu<,2>O纳米晶须.并探讨了在四种表面活性剂作用下Cu<,2>O的生长机理.在第四章用自制的Cu<,2>O纳米晶须进行光催化活性研究,实验表明具有比表面积为20.51m<'2>/g的Cu<,2>O纳米晶须,在可见光催化下,能最终产生·OH;能使浓度为50mg/L的对氯硝基苯经过1.5h降解82.7％;并且Cu<,2>O纳米晶须可以重复使用几次.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.纳米技术与纳米材料简介

2.纳米材料与技术在环保中的应用

3.光催化氧化技术

4.纳米氧化亚铜的特性与制备研究进展

5.论文的选题思想及主要内容

参考文献

第二章十六烷基三甲基溴化铵模板法制备纳米氧化亚铜晶须及其表征

1.前言

2.实验部分

3.结果与讨论

4.小结

参考文献

第三章不同添加剂对制备纳米氧化亚铜微粒的影响

1.前言

2.实验部分

3.结果与讨论

4.小结

参考文献

第四章纳米氧化亚铜晶须的光催化活性研究

1.前言

2.实验部分

3.结果与讨论

4.小结

参考文献

第五章结论

致谢

附录：作者攻读硕士学位期间论文情况及课题