钙钛矿型复合氧化物的合成与光催化性能研究

摘要

第一章:简述了半导体光催化机理，光催化剂种类及微波技术在光催化剂制备方面的应用。阐述了钙钛矿型复合氧化物的结构、性质与制备，重点综述了钙钛矿型复合氧化物的催化应用尤其是在光催化方面的研究进展。
　　第二章:以硬脂酸为络合剂，通过溶胶凝胶法制备钙钛矿型La1-xCaxCoO3与La1-xCaxFeO3系列。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等现代分析测试手段对粉体的结构、粒径进行分析和表征。比较了微波与常规加热对制备LaCoO3粒子的影响。结果表明制备的La1-xCaxCoO3与La1-xCaxFeO3系列都具有良好的钙钛矿型结构，粒径大小为50～200nm，其中微波法制备的LaCoO3粒子平均粒径达到30nm。并且掺钙量不同，产物的颜色和产量也不同。
　　第三章:以微波硬脂酸溶胶凝胶法合成的钙钛矿型LaCoO3为催化剂，光催化降解酸性品红溶液，研究催化时间、催化剂用量、染料起始浓度与pH值对降解率的影响，并对催化剂的重复利用效果进行了探讨。结果表明，10mg/L酸性品红溶液，用0.2g LaCoO3催化剂降解60min，降解率达到90％;在pH=2的酸性品红溶液中，30min内降解率达到95％以上。说明微波法制备的LaCoO3具有良好的光催化性能。另外，LaCoO3催化剂对酸性品红的降解率高于碱性品红。
　　第四章:以硬脂酸溶胶凝胶法制备的La1-xCaxCoO3为光催化剂，以高压汞灯为光源，采用紫外可见光谱研究了La1-xCaxCoO3系列对活性翠蓝KN-G、活性艳蓝X-BR的光催化降解。考察了催化剂用量、染料起始浓度、钙的掺杂量与光源对活性翠蓝溶液降解率的影响。结果表明掺钙量不同，La1-xCaxCoO3对活性染料的催化降解效果不同。La0.85Ca0.15CoO3光催化降解活性翠蓝效果最佳;La0.9Ca0.1CoO3催化降解活性艳蓝效果最好。汞灯与太阳光对催化剂反应活性的影响有所不同，但对染料总的降解效果相差不大。
　　第五章:采用硬脂酸溶胶凝胶法制备的La1-xCaxFeO3为催化剂，比较其对活性深蓝B-2GLN、活性翠蓝KN-G与活性艳蓝X-BR的光催化降解效果，并对催化时间、催化剂用量和染料初始浓度对降解率的影响进行初步探讨。结果表明掺钙量不同，对三种活性染料的催化降解效果不同。La0.95Ca0.05FeO3对染料的催化降解效果最好。对5～10mg/L活性深蓝与活性艳蓝，5～20mg/L活性翠蓝，La0.85Ca0.15FeO3均有较好的催化效果。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 半导体光催化技术

1．2．1 半导体光催化机理

1．2．2 半导体光催化剂的种类

1．2．3 半导体光催化技术的研究进展

1．3 微波技术

1．3．1 微波技术的原理、性质及优点

1．3．2 微波技术在光催化剂制备中的应用

1．4 钙钛矿型复合氧化物

1．4．1 结构与性质

1．4．2 制备方法

1．4．3 在催化中的应用

1．4．4 钙钛矿型复合氧化物作为光催化剂的研究进展

1．5 本论文的立题背景、主要内容与创新点

1．5．1 立题背景

1．5．2 主要内容

1．5．3 创新点

第二章 La1-xCaxCoO3与La1-xCaxFeO3催化剂的制备与表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 仪器与试剂

2．2．2 实验装置

2．2．3 实验流程图

2．2．4 实验方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 实验原理

2．3．2 红外光谱分析

2．3．3 X射线衍射分析

2．3．4 透射电镜分析

2．3．5 扫描电镜分析

2．3．6 掺Ca量对燃烧及产物颜色的影响

2．4 小结

第三章 钙钛矿型LaCoO3光催化降解品红的研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 仪器与试剂

3．2．2 实验装置

3．2．3 实验方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 酸性品红的紫外可见吸收光谱

3．3．2 标准曲线的绘制

3．3．3 影响LaCoO3光催化降解酸性品红降解率的因素

3．3．4 光催化降解酸性品红和碱性品红的比较

3．4 小结

第四章 钙钛矿型La1-xCaxCoO3光催化降解活性翠蓝与活性艳蓝的研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 仪器与试剂

4．2．2 实验装置

4．2．3 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 两种活性染料的最大吸收波长

4．3．2 催化剂的用量对降解率的影响

4．3．3 活性翠蓝初始浓度对降解率的影响

4．3．4 催化剂中钙的掺杂量对降解率的影响

4．3．5 汞灯及太阳光对催化剂反应活性的影响

4．3．6 La1-xCaxCoO3(x=0，0．1，0．15，0．2)光催化降解活性艳蓝的研究

4．4 小结

第五章 钙钛矿型La1-xCaxFeO3光催化降解三种活性染料的研究

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 仪器与试剂

5．2．2 实验装置

5．2．3 实验方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 三种活性染料的最大吸收波长

5．3．2 掺钙量不同的LaFeO3系列对活性染料光催化性能的影响

5．3．3 LaFeO3与La0．95Ca0．05FeO3对活性深蓝、活性翠蓝和活性艳蓝光催化性能比较

5．3．4 催化剂用量对活性深蓝染料降解率的影响

5．3．5 活性染料初始浓度对降解率的影响

5．4 小结

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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