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以半導(dǎo)體材料為光催化劑，利用太陽(yáng)能消除污染，是近年來(lái)較重要的研究課題，既具有理論意義又具有實(shí)用價(jià)值。其中，TiO2以其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)、低廉的價(jià)格和較高的光催化活性而被廣為接受。但是TiO2也具有自身的缺點(diǎn)，光吸收范圍窄，光催化降解效率還不能達(dá)到人們期待的結(jié)果。因此研究和開(kāi)發(fā)新型光催化材料成為一個(gè)新的研究的熱點(diǎn)。 尖晶石是一類新型的光催化材料。該文采用無(wú)機(jī)鹽溶膠—凝膠法制備合成了尖晶石型ZnM2O4(M=Cr，Mn，F(xiàn)e)及NAl2O4(N=Mg，Zn，Cu)化合物，并以其為光催化劑對(duì)三種水溶性染料包括酸性紅B、甲基橙、活性艷紅K-2G等進(jìn)行光催化降解實(shí)驗(yàn)，以染料的降解率對(duì)樣品的光催化活性進(jìn)行表征，對(duì)影響其光催化活性的因素進(jìn)行了分析。對(duì)光催化活性較好的CuAl2O4進(jìn)行了重點(diǎn)研究，對(duì)CuAl2O4的制備工藝參數(shù)進(jìn)行了探討，利用DTA、XRD、SEM、TEM、UV-vis、IR等測(cè)試方法著重分析了CuAl2O4催化劑的晶型轉(zhuǎn)變溫度、形貌、染料降解率及吸附程度等，并對(duì)光催化劑的用量、照射光源等影響因素進(jìn)行了討論。 結(jié)果表明：利用無(wú)機(jī)鹽溶膠—凝膠法能夠在較低溫度下制備尖晶石型化合物。通過(guò)對(duì)ZnM2O4(M=Cr，Mn，F(xiàn)e)及NAl2O4(N=Mg，Zn，Cu)的光催化活性分析發(fā)現(xiàn)，M、N位離子的電負(fù)性和d電子結(jié)構(gòu)是影響尖晶石型化合物光催化活性的主要因素。這是由于當(dāng)組成元素(M，N)的電負(fù)性增加、d電子數(shù)增加時(shí)，尖晶石型化合物的能帶寬度減小，即半導(dǎo)體的吸收閥值減小，可提高對(duì)可見(jiàn)光的利用率，因此光催化活性增強(qiáng)。對(duì)CuAl2O4的光催化活性分析表明，在700℃熱處理時(shí)CuAl2O4已完全生成尖晶石結(jié)構(gòu)，并具有最大的光催化活性；在光源的照射下，CuAl2O4光催化劑對(duì)三種染料(酸性紅B、甲基橙、活性艷紅K-2G)均具有較高的光催化活性，破壞了染料的分子結(jié)構(gòu)，并且在光催化劑表面無(wú)染料吸附；確定CuAl2O4光催化劑的用量為2g/L，在紫外燈下光催化活性最大，可以實(shí)現(xiàn)在太陽(yáng)光下對(duì)染料進(jìn)行光催化降解，并可多次重復(fù)使用。

    關(guān)鍵詞：
    光催化材料 尖晶石 溶膠凝膠法
    作者：
    李景剛
    學(xué)位授予單位：
    大連工業(yè)大學(xué);大連輕工業(yè)學(xué)院
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    材料學(xué)
    導(dǎo)師姓名：
    姜妍彥
    學(xué)位年度：
    2005
    語(yǔ)種：
    中文
    分類號(hào)：
    O643.36 TB39
    在線出版日期：
    2006年05月30日（萬(wàn)方平臺(tái)首次上網(wǎng)日期，不代表論文的發(fā)表時(shí)間）