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以多种材料为光催化剂,利用太阳能消除有机污染物,是近年来较重要的研究课题,它对于保护环境、维持生态平衡、实现可持续发展具有重大意义。本文首先对各种光催化技术的研究历史、发展概况、在环境保护领域的应用作了较全面的总结和评述,并且针对半导体材料作了进一步的了解,在此基础上发现复合氧化物纳米材料是一类具有研究价值的光催化材料。从这个角度出发,许多研究者对该领域开展了大量的研究。本论文用不同方法合成了多种复合氧化物半导体纳米材料并考察其结构和光催化性能,同时着重研究了钙钛矿型复合氧化物纳米材料的光催化性能及其规律。
首先采用柠檬酸络合法合成了BiVO4纳米复合氧化物,分别用溶胶-凝胶法和共沉淀法合成了钙钛矿型复合氧化物TbFeO3、TmFeO3、CeFeO3等,并通过XRD、TEM等分析手段对粉体的粒径、物相、形貌进行了表征;在多功能光催化反应仪中,以多种水溶性染料包括活性翠蓝KGL、活性艳蓝KGR、活性艳红X-3B、活性橙K3N等的光催化降解为模型反应,通过粉体对水溶性染料的降解情况对材料的光催化活性进行了测试,并探讨了A位离子对钙钛矿型复合氧化物光催化活性影响的规律。结果发现:复合氧化物BiVO4在可见光条件下显示了一定的光催化活性;钙钛矿型复合氧化物在紫外光条件下显示了较好的光催化活性,其A位离子的电负性对钙钛矿型复合氧化物的光催化活性有一定的影响。实验结果对今后研究工作的发展和光催化技术的实际应用具有一定的指导意义。