氧化钨基微纳米催化剂及其聚砜(PSF)复合膜的制备与性能研究

摘要

纳米氧化钨是重要的半导体材料，在燃料电池、信息存储、化学传感器和染料降解等领域有着广泛的应用前景，目前已经成为最具开发潜力的新材料之一。由于特殊的结构和形貌对材料的性质有重要的影响，因此，对氧化钨基微纳米材料的制备与物理化学性质的研究具有重要意义。
　　本文以水热法和共沉淀法制备了WO3、WO3-CNTs、WO3-Ag3PO4催化剂，采用XRD、FT-IR、SEM、UV-vis等手段对粉体催化剂做了表征，详细的研究了氧化钨基微纳米材料的合成条件对产物结构、形貌及粒子大小的影响，找到了合成花状和柱状氧化钨的较佳实验条件。并详细探讨了三种粉体催化剂对亚甲基蓝溶液的降解效率，研究表明在光降解的最佳反应条件下，降解率均在90％以上。另外，为了解决粉体催化剂难于回收再利用的缺点，我们将粉体催化剂与聚砜膜进行了负载。负载型聚砜催化膜的降解实验表明，在适合的反应条件下，三种催化膜均具有较高的催化活性，WO3-Ag3PO4-PSF,WO3-CNTs-PSF和WO3-PSF催化膜的降解率分别为98.8％、97.2％和96.3％。为了考察催化膜的使用周期，对催化活性最好的WO3-Ag3PO4-PSF平板催化膜做了重复性实验。结果表明，当WO3-Ag3PO4-PSF催化膜重复使用4次时，亚甲基蓝溶液的降解率仍达到80％以上，这就说明负载型催化膜有着较好的长期使用性。

目录

声明

学位论文的主要创新点

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 半导体光催化的研究现状

1．2．1 半导体光催化技术的发展

1．2．2 半导体光催化的催化机理

1．3 金属氧化物半导体材料

1．3．1 微纳米金属氧化物半导体材料的制备

1．3．2 纳米金属氧化物半导体材料在光催化领域的应用

1．4 三氧化钨的研究现状

1．4．1 三氧化钨的晶体结构

1．4．2 三氧化钨的应用研究

1．4．3 氧化钨的控制合成

1．5 半导体复合技术的研究

1．6 金属氧化钨半导体复合纳米材料

1．6．1 金属离子的掺杂

1．6．2 非金属元素掺杂

1．6．3 半导体复合

1．6．4 负载型催化膜的研究

1．7 本论文的选题意义与研究内容

1．7．1 选题意义

1．7．2 研究内容

第二章 三氧化钨催化剂的合成与表征

2．1 引言

2．2 试剂与仪器

2．3 三氧化钨的制备

2．4 实验结果与分析

2．4．1 样品的XRD／FT-IR分析

2．4．2 样品的扫描电镜

2．4．3 样品的紫外漫反射测试

2．5 样品的光催化性能研究

2．5．1 引言

2．5．2 实验部分

2．5．3 结果与分析

2．5．4 氧化钨催化剂用量对催化性能的影响

2．6 本章小结

第三章 三氧化钨-碳纳米管催化剂的制备与表征

3．1 引言

3．2 试剂与仪器

3．3 三氧化钨／碳纳米管的制备

3．4 样品的表征与分析

3．4．1 样品的红外光谱解析

3．4．2 样品的扫描电镜

3．4．3 样品的紫外漫反射测试

3．5 样品的光催化性能研究

3．5．1 不同催化剂的催化活性

3．5．2 双氧水对复合型氧化钨催化剂的影响

3．5．3 复合型氧化钨催化剂用量对降解实验的影响

3．6 本章小结

第四章三氧化钨-磷酸银催化剂的制备与表征

4．1 引言

4．2 试剂与仪器

4．3 三氧化钨／钨酸银的制备

4．4 样品的表征与分析

4．4．1 样品的XRD分析

4．4．2 样品的扫描电镜

4．4．3 样品的紫外漫反射测试

4．5 样品的光催化性能研究

4．6 本章小结

第五章 催化剂-聚砜膜的制备与催化性能测试

5．1 引言

5．2 试剂与仪器

5．3 催化剂／聚砜膜的表征

5．3．1 WO3-PSF膜的表征

5．3．2 WO3-CNTs-PSF膜的表征

5．3．3 WO3-Ag3PO4-PSF膜的表征

5．4 负载型聚砜催化膜的光催化性能测试

5．4．1 最佳条件下三种催化膜的催化性能研究

5．4．2 WO3-Ag3PO4-PSF膜的重复使用性

5．5 本章小结

第六章 结论

参考文献

攻读硕士期间发表论文和参加科研情况

致谢