花状磁性材料/TiO2复合光催化剂的制备及其应用

摘要

由于纳米TiO2的颗粒细小,在水溶液中分散性好,难以回收,重复使用率较低。因此可以将TiO2光催化剂进行固定化处理,这样既可以克服TiO2光催化剂回收困难的问题,又可以解决悬浮相TiO2光催化剂稳定性差等缺点。目前,纳米TiO2使用的载体材料主要有陶瓷、空心玻璃微珠、不锈钢等材料,但是陶瓷和空心玻璃珠易破碎,不锈钢又比重较大,限制了这些材料的适用范围,使其难以大规模工业化应用。因此,本论文通过制备出具有高比表面积的花状形貌的磁性材料,将二氧化钛与其复合,以期能够获得可磁性分离和催化活性较高的复合光催化剂。具体研究方法和内容如下:
　　(1)以EDTA作为配位剂,采用水热法成功制备出了饱和磁化强度为274emu/g、矫顽力为121Oe的微米级花状结构的钴单质磁性粉体。利用低温水溶液法,以磷酸作为形貌导向剂,成功的制备出了饱和磁化强度为51.4emu/g,矫顽力为121.3Oe的微米级花状结构的Fe3O4磁性粉体。以乙酸钠作为配位剂,利用水热法成功制备出了饱和磁化强度为236.6emu/g,矫顽力为5.5Oe的花状结构的FeCo合金磁性粉体。同时还考察了制备过程中改变工艺条件对产物最终形貌的影响。
　　(2)通过SEM、XRD、VSM等仪器分析了产物的微观形貌、晶相组成、磁性能等特征,结果表明二氧化钛已经成功的负载在了花状磁性材料上。以罗丹明B为目标污染物,分别考察了TiO2的负载量对复合材料的光催化性能和磁回收性能的影响,结果表明:三种光催化剂降解率最大的为花状Co/TiO2复合光催化剂,在Co与TiO2的质量比为1:2时对罗丹明B的降解率达到85.1％,比纯TiO2的降解率提高了2.6％。

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1 前言

1.1 TiO2光催化剂概述

1.2 磁载纳米TiO2光催化剂的研究进展

1.3 花状磁性材料的研究现状

1.4 课题研究的目的及主要研究内容

2 实验药品与仪器

2.1 实验药品

2.2 实验仪器

2.3 表征手段

3 花状Co单质的制备及表征

3.1 花状Co单质的制备

3.2 花状Co单质的表征

3.3 反应条件对产物形貌的影响

3.4 花状Co单质形成机理分析

3.5 本章小结

4 花状Fe3O4的制备及表征

4.1 实验原理

4.2 花状Fe3O4的制备

4.3 花状Fe3O4的表征

4.4 反应条件对花状Fe3O4的形貌的影响

4.5 本章小结

5 花状FeCo合金的制备及表征

5.1 花状FeCo合金的制备

5.2 花状FeCo合金的表征

5.3 反应条件对花状FeCo合金的形貌的影响

5.4 本章小结

6 花状磁性材料/TiO2复合光催化剂的制备及应用

6.1 复合光催化剂负载方法的确定

6.2 复合光催化剂的制备

6.3 光催化性能及回收性能的测定

6.4 溶胶-凝胶法制备产物的表征

6.5 水热法法制备花状Co/TiO2复合光催化剂的表征

6.6 水热法法制备花状Fe3O4/TiO2复合光催化剂的表征

6.7 水热法法制备花状FeCo/TiO2复合光催化剂的表征

6.8 本章小结

7 结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢