多種形貌鐵氧化物的控制合成及光催化性質(zhì)研究.pdf

1、中圖分類號：0 6 1U D C ： 5 4 0密級： 公開學(xué)校代碼： 1 0 0 9 4訶{ I 芒解為丈李碩士學(xué)位論文( 學(xué)歷碩士)多種形貌鐵氧化物的控制合成及光催化性質(zhì)研究S h a p e —c o n t r o l l e ds y n t h e s i sa n dp h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t yo f i r o no x i d e sw i t h m u l t

2、 i p l e m o r p h o l o g i e s研究生姓名：李贊指導(dǎo)教師： 宋秀芹教授學(xué)科專業(yè)名稱：無機(jī)化學(xué)研究方向： 無機(jī)材料化學(xué)論文開題日期：2 0 1 2 年3 月l 6 日摘 要鐵氧化物是自然界中存在最廣泛、儲量最豐富的化合物之一，它們遍布于全球的各個角落，比如土壤、巖石、水體以及生物體內(nèi)等。鐵氧化物的種類繁多，常見的鐵( 1 1 1 )氧化物主要有：( 0 【一，p - ，丫- ，8 一) F e 2 0 3

3、，( 0 【．，p ．，丫．，6 一) F e O O H ，F(xiàn) e 3 0 4 和F e ( O H ) 3 。各物種的化學(xué)穩(wěn)定性不同，不同化合物之間可以相互轉(zhuǎn)化。鐵氧化物納米材料作為一種重要的化工原料，在催化、顏料、氣體傳感器、磁性記錄材料以及生物醫(yī)藥等諸多重要領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。隨著科技的發(fā)展和社會的進(jìn)步，對鐵氧化物的品質(zhì)、生產(chǎn)工藝和規(guī)模提出了更高的要求。因此，探索適合時代要求和生產(chǎn)規(guī)模的鐵氧化物制備的新途徑，一直是科研工作者

4、研究的目標(biāo)。本論文以鐵氧化物為研究對象，旨在改變當(dāng)今社會的水污染現(xiàn)狀，通過膠體．聚沉的實(shí)驗(yàn)方法，控制合成了新穎相貌、晶化度高、高催化活性的鐵氧化物納米材料。主要研究內(nèi)容如下：( 1 ) a ．F e 2 0 3 的控制合成和光催化性質(zhì)研究。實(shí)驗(yàn)通過膠體．聚沉的方法，控制合成了晶化度高、均勻分散的a ．F e 2 0 3 顆粒，該方法新穎、條件溫和、工藝簡單易控制、綠色無污染，此外討論了尿素濃度、水浴時間和陳化時間對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和形貌的影響。

5、在F e ( O H ) 3 膠體成核之后，尿素在其生長過程中起形貌調(diào)控的作用。通過紫外光譜分析，0 【．F e 2 0 3 ( 水浴1 2 h ) 在可見光范圍內(nèi)響應(yīng)強(qiáng)烈，計(jì)算其禁帶寬度為1 ．9 0 e V ，為0 【．F e 2 0 3利用太陽光催化降解有機(jī)物奠定了基礎(chǔ)。光催化實(shí)驗(yàn)最佳條件為：以紫外光為光源、過氧化氫濃度為O ．0 7 5 m o l ／L 、初始p H = 3 ．4 、催化劑濃度為4 0 m g ／L 。但是在太

6、陽光照射條件下，a - F e 2 0 3 對2 0 m g ／L 亞甲基藍(lán)溶液催化降解，在2 h 左右基本進(jìn)行完全。太陽光作為一種取之不盡用之不竭、綠色的清潔能源，從實(shí)用性角度考慮，太陽光的利用更具有市場推廣前景。( 2 ) O t ．F e 2 0 3 顆粒的組裝和光催化性能。實(shí)驗(yàn)以聚苯乙烯微球( P S 球) 為載體，通過靜電引力作用，組裝得到負(fù)載型0 【．F e 2 0 3 ／P S 球。該負(fù)載型O t ．F e 2 0 3 ／