改性CuFe2O4的制備及其光催化性能研究.pdf

1、尖晶石型鐵氧體是一種最近受到重視的半導(dǎo)體類材料，當(dāng)處于可光激發(fā)的狀態(tài)下，它能夠?qū)τ袡C(jī)污染物進(jìn)行催化降解。但是作為單獨(dú)的催化劑來降解有機(jī)污染物其效率很低。因此，為提高其光催化活性，本文采用摻雜以及復(fù)合半導(dǎo)體的方法來提高鐵氧體的光催化性能。
　　采用溶膠-凝膠法合成 CuFe2O4、CaxCu1-xFe2O4(x=0.1-0.5)的系列樣品。通過XRD進(jìn)行表征，結(jié)果顯示Ca2+摻雜后的樣品與標(biāo)準(zhǔn)卡片PDF34-425的對(duì)比是一致的，這

2、說明樣品的晶體結(jié)構(gòu)并沒有隨著Ca2+的加入而改變。通過SEM的表征，可以看到隨著Ca2+摻雜含量的增多將會(huì)使得CuFe2O4的形貌由顆粒狀向多片層而改變；光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，所有的摻雜樣品的光催化性能均大于未摻雜的CuFe2O4的純樣品，當(dāng) Ca2+的摻雜量為0.5時(shí)，酸性品紅的脫色率最高可超過60％。
　　通過溶膠-凝膠法制備出不同復(fù)合比例的TiO2/CuFe2O4復(fù)合光催化劑， XRD研究表明：樣品的衍射峰與與標(biāo)準(zhǔn) PDF卡片

3、34-425以及標(biāo)準(zhǔn) PDF卡片21-1272對(duì)比一致。SEM觀察顯示：TiO2顆粒與鐵氧體顆粒均勻地分布在一起，且隨著TiO2復(fù)合比列的升高，TiO2顆粒相對(duì)應(yīng)的在SEM圖上會(huì)增多。隨后測(cè)試了不同復(fù)合比例的TiO2/CuFe2O4光催化活性，發(fā)現(xiàn)：當(dāng) TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占整個(gè)催化劑質(zhì)量的40％的時(shí)候，光催化劑的催化活性達(dá)到了一個(gè)最高值(其值可達(dá)89.16％)。運(yùn)用響應(yīng)曲面法對(duì)選擇出的TiO2/CuFe2O4復(fù)合光催化劑進(jìn)行了光催化性能

4、的綜合研究，最后得到光催化體系下的各個(gè)因素的最優(yōu)值：酸性品紅濃度為15 mg/L，光照時(shí)間為130 min，催化劑用量為330 mg， pH為3.7。
　　通過水熱法制備出不同復(fù)合比例的FeS2/CuFe2O4復(fù)合光催化劑，XRD研究表明：樣品的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片34-425以及標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片42-1340對(duì)比一致，可知實(shí)驗(yàn)中制得 FeS2為黃鐵礦型結(jié)構(gòu)。SEM觀察顯示：FeS2顆粒與鐵氧體顆粒均勻地分布在一起，在SEM圖上F

5、eS2顆粒會(huì)隨著復(fù)合含量的升高而增多。隨后測(cè)試了不同復(fù)合比例的FeS2/CuFe2O4光催化活性。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可得如下結(jié)論：當(dāng) FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占整個(gè)催化劑質(zhì)量的30％的時(shí)候，光催化劑的催化活性達(dá)到了一個(gè)最高值(其值可達(dá)90.25％)。運(yùn)用響應(yīng)曲面法對(duì)選擇出的FeS2/CuFe2O4復(fù)合光催化劑進(jìn)行了光催化性能的綜合研究，最后得到光催化體系下的各個(gè)因素的最優(yōu)值：酸性品紅濃度為12 mg/L，光照時(shí)間為43 min，催化劑用量為280