層狀雙氧化物負載的可見光響應光催化材料的制備與性能研究.pdf

1、層狀雙氫氧化物(layered double hydroxides，簡稱LDHs)，是一類由二價和三價金屬離子組成的具有類水滑石層狀結構的混合金屬氫氧化物。由于LDHs獨特的物理和化學性質(如高比表面積、記憶效應、層狀結構和較強的離子交換能力等)，使得這類材料引起了眾多研究者的興趣，從而被廣泛應用于催化劑、離子交換劑、吸附劑、醫(yī)藥等眾多領域。本論文對用途廣泛的碳酸根型鎂鋁LDHs的制備工藝和應用進行了研究：采用共沉淀的方法，全面研究了合

2、成條件對LDHs的物理化學性能的影響，優(yōu)化了工藝條件，提高了LDHs的物理化學性能；以LDHs為載體，在其表面負載二氧化鈦(TiO2)、磷酸銀(Ag3PO4)和三氧化二鉍(Bi2O3)等，從而制備了一系列復合光催化劑，特別是可見光響應的光催化劑，并對它們的光催化性能進行了研究。
　　 以氫氧化鈉與碳酸鈉的混合溶液為沉淀劑，氯鹽為陽離子源，采用共沉淀的方法制備了碳酸根型鎂鋁層狀雙氫氧化物(Mg-Al-CO3-LDHs)，全面研究了

3、合成條件對LDHs的結晶、晶粒尺寸、化學組成、形貌、比表面積和孔分布的影響。通過X射線衍射儀(XRD)、透射電顯微鏡(TEM)和比表面儀(BET)等對它們進行表征，結果表明：經90℃陳化4h得到的LDH(LDH-90-4)具有較高的比表面積(103.7 m2/g)，而經90℃陳化8h得到的LDH(LDH-90-8)具有較高的結晶度和較光滑的表面。以LDH-90-4為載體，通過表面負載銳鈦礦型二氧化鈦，經500℃熱處理，制備了鎂鋁混合金屬

4、氧化物和二氧化鈦的質量比為1:1和1:0.5的復合光催化劑。以酸性紅G為模型污染物，對復合催化劑的光催化性能進行了研究。結果表明，鎂鋁混合金屬氧化物和二氧化鈦的質量比為1:0.5的復合光催化劑具有最高的光催化活性。
　　 以碳酸鈉溶液作為還原液，利用LDHs的“記憶效應”，將煅燒后所得的鎂鋁混合金屬氧化物還原為LDHs。以被還原的LDHs(R-LDHs)為載體，通過表面負載Ag3PO4，制備了一系列質量比的R-LDHs/Ag3P

5、O4復合可見光響應的光催化劑。通過XRD、紫外-可見分光光度計(UV-vis)、傅立葉掃描電鏡(SEM)和TEM對它們進行了表征，結果表明：Ag3PO4均勻地分布在R-LDHs的表面，晶粒尺寸比純的Ag3PO4更小。以酸性紅G為模型污染物，對復合催化劑的可見光催化性能進行了研究。結果表明，復合光催化劑比純的Ag3PO4具有更高的光催化活性，R-LDHs/Ag3PO4質量比為3:1的復合光催化劑光催化活性最高。
　　 以R-LDH

6、s為載體，五水硝酸鉍(Bi(NO3)3·5H2O)為鉍源，采用固相反應法，在室溫下將不同質量比的R-LDHs與Bi(NO3)3·5H2O混合、研磨，經適當熱處理得到一系列β-Bi2O3/MMOs可見光復合光催化劑。通過XRD、UV-vis、和SEM等對它們進行了表征，結果表明：通過同樣的方法制備的純的Bi2O3為單斜α相，而復合材料中的氧化鉍為四方β相。以亞甲基藍為模型污染物，對復合催化劑的可見光催化性能進行了研究。結果表明，復合光催化