鈷酞菁敏化的中空Fe3O4@SiO2@TiO2的合成及其光催化性能研究.pdf

1、為了有效控制水環(huán)境中有機(jī)污染物，本文制備了一種能夠在可見光范圍內(nèi)得到響應(yīng)，同時具有磁響應(yīng)的“有機(jī)-無機(jī)”復(fù)合光催化劑Fe3O4@SiO2@TiO2@CoPcS，探討了其在紫外光和可見光下對亞甲基藍(lán)溶液的光催化降解及其對有機(jī)物分子的光降解機(jī)理。主要研究內(nèi)容有：
　　首先，采用溶劑熱的方法制備了中空 Fe3O4微球，然后通過 St?ber方法在Fe3O4表面包覆無定形態(tài)的SiO2，由鈦酸四丁酯水解在Fe3O4@SiO2表面沉積TiO2

2、，最后敏化劑鈷酞菁的負(fù)載是通過浸漬的方法以靜電荷相互作用與TiO2結(jié)合。通過XRD、FT-IR、TEM等一系列的分析表征方法對其進(jìn)行表征，表明制備的Fe3O4是單分散，粒徑大約在350 nm，包覆SiO2后，F(xiàn)e3O4@SiO2材料表面變得很光滑。TiO2粒徑大約在10~20 nm，屬于銳鈦礦型。紅外光譜和紫外-可見漫反射光譜結(jié)果都表明了CoPcS成功負(fù)載到Fe3O4@SiO2@TiO2上，有效地將其吸收光譜拓展至可見光區(qū)，但對它的晶型

3、結(jié)構(gòu)幾乎無影響。Fe3O4@SiO2@TiO2@CoPcS復(fù)合材料在室溫下是鐵磁性的，在5000Oe時的飽和磁化強(qiáng)度為35.9 emu g-1。
　　其次，將制備的形貌規(guī)則且分散性良好的Fe3O4@SiO2@TiO2@CoPcS復(fù)合光催化劑分別在模擬日光和可見光下應(yīng)用于亞甲基藍(lán)溶液的光催化降解。在模擬日光下，本文分別考察了鈷酞菁的負(fù)載量、染料的初始濃度、催化劑的濃度及 pH對光催化降解的影響。在可見光下，結(jié)果表明 Fe3O4@Si

4、O2@TiO2@CoPcS復(fù)合材料的光催化活性達(dá)到86.4％，高于Fe3O4@SiO2@TiO2的催化活性。采用熒光色譜的分析方法對OH?自由基進(jìn)行定量的檢測，證實(shí)了OH?自由基的存在。而且Fe3O4@SiO2@TiO2@CoPcS復(fù)合材料在重復(fù)使用的實(shí)驗(yàn)中也展示了較強(qiáng)的穩(wěn)定性。
　　最后，本文對Fe3O4@SiO2@TiO2@CoPcS復(fù)合材料對有機(jī)物分子的光催化降解機(jī)理進(jìn)行了探究。在紫外光下，敏化劑鈷酞菁在其中起到了傳遞電子的