微波輔助水熱合成LaFeO3光催化劑及其光催化性能研究.pdf

1、鈣鈦礦型復(fù)合氧化物因其具有獨(dú)特的光、電、磁、熱等物理性質(zhì)和氧化還原、活化吸附分子等化學(xué)性質(zhì)，被廣泛用作催化劑。本論文采用微波輔助水熱法，合成了 LaFeO3和 LaFe1-xCoxO3光催化劑，并通過(guò) SEM、XRD、DSC-TG、FI-TR和TEM等手段對(duì)制得的樣品進(jìn)行了表征，并研究了LaFeO3和LaFe1-xCoxO3光催化劑的光催化活性，主要內(nèi)容及取得的結(jié)果如下：
　?。?）以氨水為沉淀劑，葡萄糖為模板劑，采用微波輔助水熱

2、合成了中空多孔的球型結(jié)構(gòu)的LaFeO3光催化劑，考察了不同沉淀劑、pH值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、葡萄糖濃度、乙二胺量及分散劑劑對(duì)LaFeO3催化劑的形貌及粒徑的影響。其結(jié)果表明其最佳的工藝條件為PH值約為7、反應(yīng)溫度為170℃、反應(yīng)時(shí)間為4 h、葡萄糖濃度為0.3 mol/L、乙二胺量為0.5 mL。分散劑聚乙二醇2000及聚乙烯吡咯烷酮對(duì)分散性影響并不大，乙二胺量和葡萄糖濃度對(duì)合成LaFeO3催化劑的形貌影響很大，乙二胺量較低或較高時(shí)，

3、都會(huì)使比表面積降低。差熱-熱重結(jié)果顯示，當(dāng)溫度達(dá)到800℃時(shí)，不再發(fā)生失重，說(shuō)明在此溫度下它的熱分解已完全，所以其焙燒溫度應(yīng)該高于800℃。通過(guò)對(duì)比表面積和孔徑的分析，制得的LaFeO3催化材料為介孔材料，其孔隙主要為大孔和中孔，在pH為8.95，乙二胺量為0.5 mL時(shí)，其比表面積為已達(dá)18.5800 m2/g，可見(jiàn)在pH為6.78，乙二胺量為0.5 mL下的比表面積會(huì)更大。其光催化性能研究結(jié)果表明，在其他條件相同的情況下，乙二胺量為

4、0.5 mL時(shí)，其光催化降解率在光照1 h后其降解率已達(dá)99.86%，而在乙二胺量為0.25 mL和1.0 mL時(shí)，其降解率分別為66.44%和82.95%。
　?。?）在制備LaFeO3光催化劑的基礎(chǔ)上，摻雜Co離子，制備了LaFe1-xCoxO3光催化劑。研究了摻雜量和焙燒溫度對(duì)LaFe1-xCoxO3光催化劑形貌的影響，其結(jié)果表明，隨摻雜量的增加，顆粒粒徑先變大后基本保持不變，且分散性越來(lái)越差；在焙燒溫度為800℃時(shí)，可得到

5、形貌較好的中空球形結(jié)構(gòu)的 LaFe1-xCoxO3光催化劑。并對(duì)其摻雜量進(jìn)行了XRD分析，其結(jié)果表明鈷離子的摻雜并未改變晶體結(jié)構(gòu)，而是進(jìn)入到晶格中，仍為正交晶系的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。并對(duì)摻雜不同量Co離子的LaFe1-xCoxO3光催化劑進(jìn)行了光催化降解實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果表明，摻雜量為0.1時(shí)，光催化活性明顯高于未摻雜的，在光照30min后，光催化降解亞甲基藍(lán)的降解率高達(dá)96.83%，而未摻雜Co的LaFeO3，在相同光照時(shí)間下的降解率只有83%。隨