鈷氧化物及復合氧化物的制備及光催化性能研究.pdf

1、20世紀以來，環境污染日益嚴重，而廢水的排放是其中的一個重要方面，傳統水處理工藝中的物理、生物方法已不能滿足需要。開發新型的高效節能納米材料用于環境治理具有重要意義。 本論文在介紹光催化氧化技術和國內外對廢水處理技術的基礎上，對采用光催化氧化這種新技術來處理染料廢水進行了分析討論和研究。實驗部分制備并研究了鈷的氧化物及復合氧化物的光催化性能。選擇沉淀熱解法、絡合熱解法、水熱固相熱解法和硝酸鹽熱解法制備了四氧化三鈷；采用溶膠．凝膠

2、法制備了鈷的尖晶石型復合氧化物．鈷酸鋅。通過物理復合和化學復合制備了鋅鈷的簡單復合氧化物。利用XRD、TEM等手段對制備材料的結構及形貌進行分析。以新鄉印染廠和漂染廠提供的活性染料的水溶液為模擬廢水，研究了催化劑用量、光照時間、初始pH值、不同光照、催化劑煅燒溫度等因素對廢水降解效率的影響；同時對用物理復合和化學復合方法得到的鋅鈷的簡單復合氧化物與尖晶石型鈷酸鋅的光催化性能進行了對比研究。利用紅外光譜儀分析所制備的材料的光催化活性。

3、 實驗結果表明，適宜的催化劑用量和溶液pH值、較低的催化劑煅燒溫度對提高染料降解效率是有利的。四氧化三鈷對可見光有較好的吸收能力，在降解廢水時以可見光為光源，可以節省能源。催化劑用后經簡單處理還可重復利用。不同的制備方法對四氧化三鈷的光催化活性有一定的影響，沉淀熱解法制備的催化劑光催化活性最高，染料降解率可達99％。鋅鈷的簡單復合氧化物的光催化活性高于尖晶石型鈷酸鋅的光催化活性，可使染料100％降解，這主要是氧化物間協同作用的結果。