二氧化铈氧空位及其对光催化染料降解性能的影响

发布时间：2024-03-30 02:21

　　纺织、食品和染料工业中大量排放的染料废水严重损害水生生态系统和人类健康。迄今为止,各种染料降解技术研究备受关注,其中,光催化降解作为一种高效、清洁的方法已成为最具潜力的染料降解技术之一。近年来CeO2半导体因其独特的氧化还原性能已成为研究的热点。大量研究报道认为含氧半导体的氧空位在光催化反应中发挥着至关重要的作用,但影响CeO2光催化染料降解活性的主要因素仍有待确定。针对此现状,本文通过不同水热合成温度、高温焙烧处理的方式制备不同形貌、比表面积、氧空位含量的CeO2,并通过X射线粉末衍射(XRD),扫描/透射电子显微镜(SEM/TEM),低温氮气吸脱附、紫外-可见漫反射(UV-vis)、荧光光谱(PL)对催化剂进行结构、形貌、比表面积、光学性能等表征,并通过拉曼测试(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)对CeO2的氧空位进行定性及半定量分析。使用罗丹明B(RhB)水溶液的光催化降解为探针反应。研究结果表明,CeO2表面的氧空位含量是影响其光催化染料降解的主导因素。除此之外,为弥补CeO2弱可见吸收的缺点以进一步提高染料降解活性,本文利用纳米贵金属表面等离子共振效应(SPR)可吸收可...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１贵金属的ＳＰＲ效应ｌ５４］??５??

?第一章绪论???？?半导体光催化剂通过吸收比其带隙更高能量的光从而产生光生电子和空??穴；??？?电子和空穴分离并迁移到光催化剂表面上；??？?随后电子／空穴通过氧化还原反应直接或间接地将电荷转移至吸附的反??应物；??？?光生电子－空穴对的复合。??因此，光催化效率主要由光吸....

图１－２?Ｃｅ０２的结构示意图??

?第一章绪论???命运，但如果电子被短暂而有效地困在粒子中，则可以有效避免这种情况发生。??而氧空位带正电，可以充当电子受体，可通过暂时捕获光生电子减小其与空穴的??复合几率，延长光生电子寿命［６５］。因此，氧空位的产生不仅有利于〇２的吸附，??还可抑制载流子的复合，延长光生电子....

图１－３贵金属改性的降解机理示意图??

。ＰＬ测试结果表明，金纳??米粒子能有效地增强光生电子－空穴对的分离。Ｋｏｍｉｎａｍｉ等人制备的??Ａｕ／Ｃｅ〇２纳米催化剂在可见光照射下对甲酸的光降解活性明显高于未负载Ａｕ的??样品和其他载体负载Ａｕ的催化剂（Ａｕ／Ｚｒ〇２、Ａｕ／Ｔｉ〇２）。Ａｕ／ＣｅＣｂ也可用于类似??条件....

图３－１不同水热温度制备的Ｃｅ〇２的光催化降解性能??（ａ．脱色速率，ｂ．反应速率常数）??

?ＣｃＱ２－１８０?Ｓｌｏｐｅ?０．００３?３．５２１１１Ｅ－４??〇?０－６?■?＾?￣?■?ＣｅＯ，－１００?ｙ／＾??Ｊ?０．５?－?乂?＜ｌ．〇?■＿?Ｃ＇ｅ〇；－１３〇?Ｚ??Ｉ?ｏ，?：?Ｘ?ｆ?〇?－?■?Ｃｅ〇＾１８°?Ｘ?／■??ｏ．ｏ?＾?．?ｉ?．?ｉ?．?....

本文编号：3941662