钙钛矿型复合氟化物ABF的制备及光催化性质研究

摘要

本文采用高温固相法合成了系列ABF3复合氟化物，通过用XRD及透射电镜分析确定所制备的样品具有钙钛矿的晶体结构，平均粒径在100nm以下，属于纳米级。通过光催化降解试验证实钙钛矿型ABF3复合氟化物具有较高的光催化活性。 以可见光为光源，酸性红3B和KGL兰为降解对象进行了光催化降解试验，并以染料溶液的脱色率对系列样品的光催化活性进行表征，进而利用IR、XRD、XPS等技术分析了催化剂的光催化活性及其影响因素。 结果显示：钙钛矿型ABF3系列光催化剂的光催化活性与B位元素的离子半径、电负性及表面吸附氧有关。当B为同主族元素时规律更为明显，KBF3(B=Mg，Ca，Sr，Ba)系列光催化剂的光催化活性：KMgF3＞KCaF3＞KSrF3＞KBaF3。当B为过渡金属元素(B=Cr，Fe，Co，Ni，Cu，Zn)时，光催化活性除了受离子半径和电负性的影响外，还受B位原子d电子构型的影响，离子半径越大，dN越大，光催化活性越高；而其中的NaFeF3由于Fe离子的变价现象，光催化活性最高。

目录

文摘

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声明

第一章 文献综述

1.1引言

1.2钙钛矿型化合物的结构

1.2.1晶体结构

1.2.2钙钛矿化合物的非化学计量性

1.2.3钙钛矿化合物的吸附特性

1.2.4钙钛矿型复合氟化物的制备方法

1.3光催化法降解染料废水

1.3.1光催化法的研究背景

1.3.2光催化技术的优越性

1.3.3半导体光催化剂的催化机理

1.3.4新型光催化剂

1.4钙钛矿复合氧化物催化剂

1.4.1钙钛矿复合氧化物催化剂的研究现状

1.4.2钙钛矿型复合氧化物半导体材料的能带理论

1.5课题的研究目的及选题意义

第二章 实验部分

2.1 ABF3样品的制备

2.1.1实验所用药品

2.1.2实验主要仪器

2.1.3前驱体的制备

2.1.4高温固相法

2.2ABF3钙钛矿型光催化剂的表征

2.2.1 X-射线衍射分析(XRD)

2.2.2透射电镜分析(TEM)

2.2.3光电子能谱分析(XPS)

2.3样品光催化活性的测试

2.3.1主要实验仪器

2.3.2光催化降解实验

2.3.3光催化剂样品的红外谱图分析

第三章 ABF3钙钛矿型纳米材料的表征

3.1 ABF3样品的结构与形貌分析

3.1.1 ABF3样品的X-射线衍射分析(XRD)

3.1.2 ABF3样品的透射电镜分析(TEM)

3.2 ABF3样品的晶体结构

第四章 ABF3钙钛矿型纳米材料的光催化活性分析

4.1光催化降解染料分子的反应机理

4.2ABF3样品的光催化降解结果分析

4.3制备条件对光催化活性的影响

4.4光催化活性与B位原子的关系

4.4.1 KBF3(B=Mg,Ca,Sr,Ba)系列复合化合物的光催化活性分析

4.4.2 NaBF3(B=Cr,Fe,Co,Ni,Cu,Zn)样品的光催化活性分析

4.5表面吸附氧对光催化活性的影响

4.6 小结

第五章 结论

参考文献

发表论文

致谢