复合半导体材料对阳离子染料吸附及光催化性能研究

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层状双氢氧化物(LDH)是一大类无机离子层状化合物,是带正电类水滑石层状物,层与层之间包括一些阴离子和溶剂化作用的分子。因为其大比表面积,离子交换特性而被熟知,可以用来合成多功能材料应用于能源存储、纳米复合材料、催化、环保和药物运输。2010年《自然》杂志报道了一种在可见光下具有强氧化性的磷酸银,它可以吸收波长小于520 nm的可见光,在许多染料及有机物降解方面显示了优良的性能。本论文以层状双氢氧化物为基础材料,制备了不同形貌的具有强的吸附能力和光降解能力的复合材料,用来吸附和在可见光下降解有机染料。具体开展了以下几方面的工作:  1.制备了六边片状结构复合材料 Ag3PO4/Fe3O4/Co-Ni LDH,并对阳离子染料甲基橙和亚甲基蓝进行可见光降解实验。实验结果表明:制备的复合材料对甲基橙和亚甲基蓝都具有良好的降解效果,25 mg/L的甲基橙在加入0.2 g/L的材料后,大约25分钟可以降解完全。由此提出了一种可以利用Co-Ni LDH进行吸附,利用可见光高效降解有机染料的方法。  2.用原位生长的方法成功的制备了拥有花状介孔的三维磁性复合材料,具有超强的吸附能力。层状的Al-Ni LDH因其特殊的层状插层结构可以吸附染料分子。而我们将其设计成球型花状结构,这样更能增大其表面积,加大与染料的接触面。通过实验可以发现:制备的材料对150-400 mg/L甲基橙的吸附能力在99%以上,对150 mg/L的甲基橙循环测试,第四次测试结果表明其吸附能力仍在98%以上,可见该材料吸附能力优异,且 pH对吸附的影响较小,说明其拥有较强的抗干扰能力。最后可以通过外部磁场对材料进行回收循环再利用,据此制备了一种对有机染料具有吸附、催化降解能力的材料。
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