二氧化钛包覆银复合纳米线的制备及其光催化活性研究

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环境污染是当今世界面临的一个重大难题,能够有效地利用功能氧化物材料光催化降解以及吸附工业废水中的染料污染物已经成为材料科学、化学和环境科学等领域的研究热点,具有重要的研究意义。本文主要围绕功能氧化物材料的合成、表征和性能等方面的研究开展了如下工作:   以Ag纳米线为模板,以酞酸丁酯作为前驱体,通过蒸汽热法在150℃下水热10h制备得到Ag@TiO2核壳结构复合纳米线。用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和氮气吸附-脱附等测试方法对样品的物理化学性能进行表征,通过在紫外光照射下光催化降解RhB水溶液来检验所制备样品的光催化活性。实验结果表明,与分散的TiO2纳米颗粒相比较,Ag@TiO2核壳结构复合纳米线具有更高的可循环的光催化活性,并且Ag@TiO2纳米线在反应后可通过自然沉降的方法从反应体系中分离出来。   具有分等级多孔结构的Ni(OH)2和NiO纳米片是以氯化镍为前驱体,尿素作为沉淀剂,通过简单的化学沉淀法制得。用X射线衍射、扫描电镜和氮气吸附-脱附等测试方法对样品的物理化学性能进行表征。并进一步研究和讨论了所制备样品从水溶液中吸附刚果红(CR)的性能。孔结构分析说明Ni(OH)2和NiO纳米片最少由三种分等级结构的孔所组成:较小的介孔(约3-5 nm),较大的介孔(约10-50 nm)和大孔(100-500 nm)。我们通过Langmuir和Freundlich模型来分析样品吸附刚果红的平衡吸附数据,结果显示Langmuir模型与实验数据符合得更好。通过Langmuir公式计算得到Ni(OH)2纳米片、NiO纳米片和NiO纳米颗粒除去刚果红的最大吸附量分别为82.9,151.7和39.7 mg/g。利用准一级,准二级和颗粒内扩散动力学公式来拟合吸附数据。结果显示准二级动力学公式和颗粒内扩散动力学公式能最好地描述样品的吸附动力学。我们发现所制备的Ni(OH)2和NiO纳米片是除去污水中刚果红污染物的一种有效的吸附剂,因为其具有独特的分等级多孔结构和大的比表面积。因而该样品在环境治理方面有着广阔的应用前景。
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