LaFeO_3光催化性能的改性研究

题名	LaFeO_3光催化性能的改性研究
作者	叶永春
学位类型	硕士
导师	杨华
答辩日期	2018
学位授予单位	兰州理工大学
学位名称	硕士
学位专业	凝聚态物理
关键词	LaFeO₃ 光催化光芬顿 Ag/LaFeO₃ g-C₃N₄/LaFeO₃ Ag₂CrO₄/LaFeO₃ LaFeO3 Ag/LaFeO3 g-C3N4/LaFeO3 Ag2CrO4/LaFeO3
摘要	铁酸镧（LaFeO3）是一种具有独特物理化学性质的钙钛矿型氧化物,其异质结构的光催化剂在光催化和光芬顿领域具有重要的应用前景。本论文分别制备了钙钛矿相的LaFeO3纳米颗粒与贵金属Ag、g-C3N4以及Ag2CrO4的纳米复合材料,通过XRD、SEM、TEM、UV-vis DRS、PL、XPS、BET、EIS和光电流等手段进行表征。在模拟太阳光照射下,以RhB为目标降解物,系统研究了样品的光催化和光芬顿性能。主要研究内容如下:一、通过聚丙烯酰胺溶胶凝胶法合成了平均粒径为35 nm的球形LaFeO3纳米颗粒,利用化学还原法成功将Ag纳米颗粒还原在LaFeO3纳米颗粒表面。TEM中明显观察到Ag纳米颗粒均匀分布,尺寸为8-18 nm。LaFeO3纳米颗粒对应的两个带隙分别为2.59 eV和2.24 eV。当用Ag纳米颗粒修饰时,LaFeO3纳米颗粒的两个吸收边缘几乎没有变化。与纯LaFeO3颗粒相比,Ag/La FeO3复合材料的光催化活性明显增强。探究了不同的捕获剂对RhB降解率和·OH产生的影响。实验结果表明,·OH和·O2-是染料降解的主要活性物种。二、通过先研磨再煅烧的方法制备了Z型异质结光催化剂g-C3N4/LaFeO3复合材料。SEM和TEM照片显示,La FeO3和g-C3N4成功复合,并且形成了异质结。与纯LaFeO3和g-C3N4相比,g-C3N4/LaFeO3复合材料的光催化、芬顿和光芬顿活性都有明显增强,其中,15%复合材料的活性最佳。另外,g-C3N4/LaFeO3复合材料的Z型电子转移机制和复合材料之间的协同反应,使得光芬顿活性明显高于光催化和芬顿反应的活性。TPA溶液的PL光谱证实了存在·OH。此外,·OH产率和染料降解速率在不同的催化过程中显示出相似的变化。这表明·OH是导致染料降解的主要活性物种。三、通过化学沉淀法制备了不同比例Ag2CrO4/LaFeO3复合材料,并且形成异质结。Ag2CrO4的平均粒径为10-35 nm,均匀分散在LaFeO3表面。以RhB为目标降解染料,研究了复合材料的光芬顿活性,结果显示,复合材料具有较好的光芬顿活性,10%Ag2CrO4/LaFeO3复合材料表现出最好的降解效率,达到了96%,kapp值是纯LaFeO3的约3.1倍。四次光芬顿循环降解后,TEM和XRD观察到Ag2CrO4颗粒依然分布均匀,并且复合材料的微观结构和晶体结构几乎没有变化。Ag2CrO4/LaFeO3异质结光催化剂的光芬顿活性增强可归因于电子空穴对的有效分离以及Ag2CrO4和LaFeO3的协同效应。最后分析讨论了可能的光芬顿机理。
其他摘要	Lanthanum orthoferrite (LaFeO3) is a perovskite-type oxide with unique physicochemical properties. Its heterostructure photocatalyst has important application prospects in the field of photocatalysis and photo-Fenton performance. In this paper, we prepared Ag/LaFeO3, g-C3N4/LaFeO3 and Ag2CrO4/LaFeO3 composites, and the as-prepared composites were systematically characterized by XRD, SEM, TEM, XPS, BET, UV-vis DRS, PL spectroscopy, EIS and photocurrent response. The photocatalytic and photo-Fenton activity of the samples was evaluated by degrading RhB under simulated-sunlight irradiation.
页数	71
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	O643.36;O644.1
学号	152070205012
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93447
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	叶永春. LaFeO_3光催化性能的改性研究[D]. 兰州理工大学,2018.