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关键词：
泸型酒,老窖生态,微生物,酶工程
发表时间：
2012-09-18 16:53:57
粒径可控的纳米铁酸铋的制备及其光催化性能
钟栋 | -> | 1075| 1| 1187.281MB |铁酸铋,纳米颗粒,聚丙烯酰胺凝胶法,晶粒尺寸调控,光催化,甲基橙
摘要：采用改进的聚丙烯酰胺凝胶法制备了 BiFeO3 纳米颗粒, 利用热重-差热、红外光谱及 X 射线衍射等手段研究了干凝胶的热分解及 BiFeO3 的成相过程. 结果表明, 在 600 °C 煅烧可制备出高纯的 BiFeO3 纳米颗粒. 同时发现, 随着双丙烯酰胺含量的增加, 所得样品晶粒尺寸逐渐减小, 从而制备出平均粒径约 52~110 nm 的系列 BiFeO3 颗粒, 颗粒尺寸分布均匀, 形貌规整, 近似呈球形. 以甲基橙为目标降解物, 研究了 BiFeO3 纳米颗粒的光催化性能. 结果表明, 在紫外光和可见光辐照下该纳米颗粒均表现出良好的光催化活性, 且随着颗粒尺寸减小, 催化活性增加. 适宜的甲基橙初始浓度为 10 mg/L, 催化剂用量约为 2.5 g/L.
随着能源紧缺和环境污染问题日益加剧, 光催化技术在分解水制氢以及有机污染物降解等领域有着广阔的应用前景, 是解决能源和环境问题的一种理想绿色技术[1,2]. TiO2 作为应用广泛的光催化剂,具有催化效率高、稳定、无二次污染等优点, 但其带隙较宽 (~3.2 eV), 只对占太阳光能量约为 5% 的紫外光有响应, 太阳能利用率较低. 基于此, 人们对TiO2 进行了大量改性研究, 以提高其可见光催化活性[3~6], 同时不断开发新的半导体光催化剂[7~10]. 最近, 铁酸铋 (BiFeO3) 的光催化性能引起了人们的关注[11~16]. 它是一种常见的多铁性材料, 一直是凝聚态物理和材料科学领域的研究热点, 它具有较窄的带隙 (~2.0 eV), 适于吸收可见光, 因此 BiFeO3 也是一种潜在的可见光催化材料.
材料的物理性质与其形貌、维度、尺寸及缺陷等紧密相关, 尤其是纳米尺度的光催化剂能够表现出增强的光催化活性[2]. 制备纳米材料的方法很多,其中聚丙烯酰胺凝胶法工艺简单、操作方便、可重复性好、易于生产, 且制得的颗粒纯度高、形貌规整、呈类球形, 是制备各种氧化物纳米颗粒的重要方法[17~19]. 另外, 热处理法一直是调控晶粒尺寸的重要手段, 但随着退火温度的升高, 晶粒通常难以同时均匀长大, 而且因受材料合成温度的限制, 无法通过降低退火温度的方法来获得尺寸更小的纳米颗粒.因此, 本文采用改进的聚丙烯酰胺凝胶法, 通过调节加入的交联剂双丙烯酰胺用量, 制备粒径可控的BiFeO3 纳米颗粒, 并考察了 BiFeO3 纳米颗粒在紫外光和可见光辐照下光催化降解甲基橙的反应性能.
材料的物理性质与其形貌、维度、尺寸及缺陷等紧密相关, 尤其是纳米尺度的光催化剂能够表现出增强的光催化活性[2]. 制备纳米材料的方法很多,其中聚丙烯酰胺凝胶法工艺简单、操作方便、可重复性好、易于生产, 且制得的颗粒纯度高、形貌规整、呈类球形, 是制备各种氧化物纳米颗粒的重要方法[17~19]. 另外, 热处理法一直是调控晶粒尺寸的重要手段, 但随着退火温度的升高, 晶粒通常难以同时均匀长大, 而且因受材料合成温度的限制, 无法通过降低退火温度的方法来获得尺寸更小的纳米颗粒.因此, 本文采用改进的聚丙烯酰胺凝胶法, 通过调节加入的交联剂双丙烯酰胺用量, 制备粒径可控的BiFeO3 纳米颗粒, 并考察了 BiFeO3 纳米颗粒在紫外光和可见光辐照下光催化降解甲基橙的反应性能.
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