介孔SiO2及SiO2/TiO2和SiO2/Cu2O复合材料制备与光催化性能研究

摘要

介孔SiO2材料无毒、无味、无污染，因其粒径小、比表面积大、表面吸附力强、化学纯度高、分散性能好等特异性能，使其具有优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，因此在众多领域有着非常重要的作用，特别是作为光催化剂载体，能有效的提高催化剂的催化性能。本文以廉价的硅酸钠和硫酸为主要原料，经超声辅助，通过并流混合法在酸性条件下制备了介孔SiO2粉体，采用了XRD、TG、SEM、TEM、BET等方法进行表征。纳米TiO2因其具备良好的耐侯性、耐化学腐蚀性、较高的催化效能，在污水处理过程中备受青睐。但其本身在催化过程中的易发生团聚、结块，导致催化性能降低。介孔二氧化硅是一种拥有较大比表面积和内部通道的材料，在介孔二氧化硅表面负载TiO2光催化剂，可以大大提高其催化效率。本文分别以机械研磨法、液相沉淀法和溶液共混法制备了SiO2/TiO2复合粉体，采用了XRD、TEM等方法进行表征，并分别测试了其对活性大红染料的光催化降解效果。纳米Cu2O的禁带宽度为2.17eV，能在可见光下完成一系列光催化作用，相比于只能在紫外光照射下发生催化的纳米TiO2拥有更广阔的应用前景，但纳米Cu2O本身也存在一定缺陷，当以介孔二氧化硅负载纳米Cu2O后，其性能得到了很大改善。本文以溶液共混法制备了SiO2/Cu2O复合粉体，采用了XRD、TEM等方法进行表征，并测试了其对活性大红染料的光催化降解效果。
　　本研究分为五个部分：第一章，概述了介孔SiO2的研究现状以及重要应用，以及介孔SiO2/TiO2、SiO2/Cu2O复合粉体的国内外研究现状，并介绍了其光催化机理。探讨了本课题的研究目的、内容和意义。第二章，在酸性条件下，经超声辅助作用，通过并流混合法制备了介孔SiO2，采用XRD、TG、SEM、TEM、BET等方法对其进行了表征。探讨了老化时间、老化 pH值等实验因素对所制备介孔SiO2的比表面积、孔体积、孔径等性质的影响。第三章，分别以机械研磨法、液相沉淀法和溶液共混法制备了SiO2/TiO2复合粉体，采用了XRD、TEM等方法进行了表征，分别测试了复合材料对活性大红染料的光催化降解效果。结果证明：以溶液共混法制备的SiO2/TiO2复合粉体光催化性能最好，对大红染料的降解率达95％。第四章，以溶液共混法制备了SiO2/Cu2O复合粉体，采用了XRD、TEM等方法进行了表征，并测试了复合材料对活性大红染料的光催化降解效果。结果证明：以溶液共混法制备的SiO2/Cu2O复合粉体的光催化性能要优于SiO2/TiO2复合材料，对大红染料的降解率为99%。第五章，对所做工作进行总结。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1引言

1.2 介孔二氧化硅概述

1.3 介孔二氧化硅复合粉体的研究进展

1.4本论文的研究思路、研究内容和意义

第2章 酸性条件下并流混合法制备介孔二氧化硅

2.1引言

2.2实验部分

2.3 表征手段

2.4结果与讨论

2.5本章小结

第3章 介孔二氧化硅/二氧化钛复合粉体制备及光催化性能研究

3.1引言

3.2实验部分

3.3表征手段

3.4结果与讨论

3.5本章小节

第4章 介孔二氧化硅/氧化亚铜复合粉体制备及光催化性能研究

4.1引言

4.2实验部分

4.3表征手段

4.4结果与讨论

4.5本章小节

第5章 总结

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的成果