氮掺杂钙钛矿复合氧化物的合成与催化性能VIP专享VIP免费

重庆大学本科学生毕业设计（论文）氮掺杂钙钛矿复合氧化物的合成及催化性能 学 生：李涯皓 学 号：20076857 指导教师：高文亮 副教授 专 业：材料化学重庆大学化学化工学院二 O 一一年六月Graduation Design (Thesis) of Chongqing UniversityStudy on Synthesis and Photocatalytic Performance of N-doped perovskite oxidesStudy Undergraduate: Li YahaoSupervisor: Prof. Gao WenliangMajor: Material ChemistryChemistry and Chemical Engineering CollegeChongqing UniversityJune 2011摘 要随着全球环境问题和能源问题的不断加剧，以及对清洁能源和可再生能源的开发的迫切需要，使得对太阳能的利用备受关注。其中，能够有效利用太阳能的可见光光催化剂成为了研究热点。钙钛矿型复合氧化物由其高光催化活性、高稳定性及高环境友好性而被视为研发可见光光催化剂的重要材料。而对钙钛矿氧化物进行氮掺杂，在 O 位掺入 N 离子，能够有效的减小其禁带宽度，进而延展其光响应域至可见光区，使其获得可见光光催化活性。本论文通过溶胶-凝胶法合成了钙钛矿型复合氧化物 Nd1-xSrxMnO3，通过其对甲基橙在紫外光照射下的光催化降解研究催化剂组成及溶液条件对催化活性的影响，随后在通入 NH3、不同温度条件下通过高温焙烧法对 Nd1-xSrxMnO3进行了氮掺杂，并研究了其可见光催化性能并对其进行了贵金属改性。结果表明， Nd1-xSrxMnO3复合氧化物在紫外光照射下具有一定的光催化活性，并且其催化活性随着 Sr 掺杂量的提高而提高。但 NdMnO3的钙钛矿型结构会随着 Sr 掺杂量的提高而逐渐被破坏。与此同时，当溶液 pH=2 时，催化剂达到其最大光催化活性。故Nd0.7Sr0.3MnO3在保有钙钛矿结构的同时具有最高的催化活性。其在 pH=2，光照30min 的条件下对 40ppm 的甲基橙溶液的催化降解率达到了 80.3%。在 500℃下进行氮掺杂的 N-Nd0.7Sr0.3MnO3复合氧化物具有最高的可见光催化活性，pH=2，可见光光照 30min 的条件下，对 40ppm 的甲基橙溶液的催化降解率达到了 79.4%，成功的获得可见光光催化剂。进一步对其进行贵金属 Ag 负载后，催化剂在苯乙烯氧化体系中获得了较高的苯乙烯转化率及环氧苯乙烷选择性，当负载比达到 4%时，苯乙烯的转化率和环氧苯乙烷的选择性达到最高，分别为26.4%和 61.2%。关键词：溶胶-凝胶法，钙钛矿，氮掺杂，可见光光催化，苯乙烯环氧化AbstractWith the glob...