冯雅楠:形貌和粒径对纳米CeO2吸附和光催化性能的影响论文

冯雅楠:形貌和粒径对纳米CeO2吸附和光催化性能的影响论文

本文主要研究内容

作者冯雅楠(2019)在《形貌和粒径对纳米CeO2吸附和光催化性能的影响》一文中研究指出:由于纳米效应,纳米材料呈现出不同于与相应块状材料的奇特的吸附和光催化性能,而这些性能决定于构成纳米材料的纳米颗粒的形貌和粒径。但是目前关于粒径和形貌对纳米颗粒吸附和光催化的影响机理和影响规律还不完全清楚,严重制约着纳米材料的研究、应用和发展。因此本文将以纳米CeO2的吸附和光催化为体系,通过理论和实验两方面研究粒径和形貌对吸附和光催化性能的影响。首先,本文通过水热/溶剂热法制备了球形和线形的纳米CeO2,并且采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线粉末衍射仪(XRD)对制备的纳米CeO2的形貌和粒径进行了表征。其次,在吸附理论方面,通过定义吸附前纳米颗粒和吸附后产物的化学势,引入形状参数,推导出不同形貌纳米颗粒(线形或球形、立方体、正八面体等其他正多面体)吸附热力学性质的表达式,讨论了粒径和形貌对纳米颗粒吸附热力学性质的影响规律和机理。在实验上研究了不同粒径和不同形貌的纳米CeO2对刚果红的吸附热力学性质的影响规律,并与理论关系上进行比较。最后,在光催化方面,通过制备的球形和线形的纳米CeO2,研究了粒径和形貌对纳米CeO2光催化降解罗丹明B的影响规律。通过研究,得出如下结论:(1)通过溶剂热法可制备出不同粒径的球形纳米CeO2,在制备过程中铈源(Ce(NO3)3·6H2O)的浓度、反应的温度、时间均对粒径有一定的影响;并且,通过水热法还可制备出不同直径的CeO2纳米线,在制备过程中铈源(CeCl3·7H2O)的浓度和氨水的量是形成纳米线形貌的关键因素,CeCl3·7H2O溶液的体积是控制纳米线直径的关键因素。(2)粒径和形貌对纳米二氧化铈吸附热力学性质有较大的影响。对于球形/线形纳米CeO2,随着粒径的增加,标准吸附平衡常数减小,而标准摩尔吸附吉布斯自由能、标准摩尔吸附焓和标准摩尔吸附熵均减小,并且lnKθ、ΔadsGmθ、ΔadsHmθ和ΔadSmθ均与其粒径的倒数呈较好的线性关系;通过比较球形和线形纳米CeO2的吸附热力学性质发现,ln Kθ的规律是:球形>线形,而ΔadsGmθ、ΔadsHmθ和ΔadsSmθ遵循的规律均是:线形>球形,而且粒径越小,形貌对其影响越显著。当粒径外推到无穷大时,不同形貌吸附热力学性质会聚集到一点。这些影响规律与理论关系式是一致的。其影响机理是:吸附平衡常数和吉布斯自由能由摩尔表面积和吸附前后表面张力的差值决定,吸附熵由摩尔表面积和表面张力的温度系数的差值决定,吸附焓由摩尔表面积、吸附前后表面张力的差值和吸附前后表面张力的温度系数的差值共同决定。(3)粒径和形貌对纳米二氧化锌吸附和光催化性能有较大的影响。对于球形/线形纳米CeO2,在暗吸附阶段,纳米CeO2吸附罗丹明B的吸附率和吸附速率常数随着纳米CeO2 直径的减小均逐渐增加。在光催化反应阶段,光催化降解率和催化速率常数都随着直径的减小而增大。不同形貌的纳米CeO2,其吸附率、吸附速率常数、光催化降解率和光催化降解速率常数的顺序都是:球形>线形。本文建立的纳米吸附理论,阐明了形貌和粒径对纳米吸附热力学性质的影响机理和实质,能够定量地描述纳米颗粒的吸附行为。纳米吸附理论、形貌和粒径的对纳米颗粒吸附和光催化的影响规律,可为纳米吸附材料和纳米催化剂的设计、制备和应用提供重要参考。

Abstract

you yu na mi xiao ying ,na mi cai liao cheng xian chu bu tong yu yu xiang ying kuai zhuang cai liao de ji te de xi fu he guang cui hua xing neng ,er zhe xie xing neng jue ding yu gou cheng na mi cai liao de na mi ke li de xing mao he li jing 。dan shi mu qian guan yu li jing he xing mao dui na mi ke li xi fu he guang cui hua de ying xiang ji li he ying xiang gui lv hai bu wan quan qing chu ,yan chong zhi yao zhao na mi cai liao de yan jiu 、ying yong he fa zhan 。yin ci ben wen jiang yi na mi CeO2de xi fu he guang cui hua wei ti ji ,tong guo li lun he shi yan liang fang mian yan jiu li jing he xing mao dui xi fu he guang cui hua xing neng de ying xiang 。shou xian ,ben wen tong guo shui re /rong ji re fa zhi bei le qiu xing he xian xing de na mi CeO2,bing ju cai yong chang fa she sao miao dian zi xian wei jing (SEM)he Xshe xian fen mo yan she yi (XRD)dui zhi bei de na mi CeO2de xing mao he li jing jin hang le biao zheng 。ji ci ,zai xi fu li lun fang mian ,tong guo ding yi xi fu qian na mi ke li he xi fu hou chan wu de hua xue shi ,yin ru xing zhuang can shu ,tui dao chu bu tong xing mao na mi ke li (xian xing huo qiu xing 、li fang ti 、zheng ba mian ti deng ji ta zheng duo mian ti )xi fu re li xue xing zhi de biao da shi ,tao lun le li jing he xing mao dui na mi ke li xi fu re li xue xing zhi de ying xiang gui lv he ji li 。zai shi yan shang yan jiu le bu tong li jing he bu tong xing mao de na mi CeO2dui gang guo gong de xi fu re li xue xing zhi de ying xiang gui lv ,bing yu li lun guan ji shang jin hang bi jiao 。zui hou ,zai guang cui hua fang mian ,tong guo zhi bei de qiu xing he xian xing de na mi CeO2,yan jiu le li jing he xing mao dui na mi CeO2guang cui hua jiang jie luo dan ming Bde ying xiang gui lv 。tong guo yan jiu ,de chu ru xia jie lun :(1)tong guo rong ji re fa ke zhi bei chu bu tong li jing de qiu xing na mi CeO2,zai zhi bei guo cheng zhong shi yuan (Ce(NO3)3·6H2O)de nong du 、fan ying de wen du 、shi jian jun dui li jing you yi ding de ying xiang ;bing ju ,tong guo shui re fa hai ke zhi bei chu bu tong zhi jing de CeO2na mi xian ,zai zhi bei guo cheng zhong shi yuan (CeCl3·7H2O)de nong du he an shui de liang shi xing cheng na mi xian xing mao de guan jian yin su ,CeCl3·7H2Orong ye de ti ji shi kong zhi na mi xian zhi jing de guan jian yin su 。(2)li jing he xing mao dui na mi er yang hua shi xi fu re li xue xing zhi you jiao da de ying xiang 。dui yu qiu xing /xian xing na mi CeO2,sui zhao li jing de zeng jia ,biao zhun xi fu ping heng chang shu jian xiao ,er biao zhun ma er xi fu ji bu si zi you neng 、biao zhun ma er xi fu han he biao zhun ma er xi fu shang jun jian xiao ,bing ju lnKθ、ΔadsGmθ、ΔadsHmθhe ΔadSmθjun yu ji li jing de dao shu cheng jiao hao de xian xing guan ji ;tong guo bi jiao qiu xing he xian xing na mi CeO2de xi fu re li xue xing zhi fa xian ,ln Kθde gui lv shi :qiu xing >xian xing ,er ΔadsGmθ、ΔadsHmθhe ΔadsSmθzun xun de gui lv jun shi :xian xing >qiu xing ,er ju li jing yue xiao ,xing mao dui ji ying xiang yue xian zhe 。dang li jing wai tui dao mo qiong da shi ,bu tong xing mao xi fu re li xue xing zhi hui ju ji dao yi dian 。zhe xie ying xiang gui lv yu li lun guan ji shi shi yi zhi de 。ji ying xiang ji li shi :xi fu ping heng chang shu he ji bu si zi you neng you ma er biao mian ji he xi fu qian hou biao mian zhang li de cha zhi jue ding ,xi fu shang you ma er biao mian ji he biao mian zhang li de wen du ji shu de cha zhi jue ding ,xi fu han you ma er biao mian ji 、xi fu qian hou biao mian zhang li de cha zhi he xi fu qian hou biao mian zhang li de wen du ji shu de cha zhi gong tong jue ding 。(3)li jing he xing mao dui na mi er yang hua xin xi fu he guang cui hua xing neng you jiao da de ying xiang 。dui yu qiu xing /xian xing na mi CeO2,zai an xi fu jie duan ,na mi CeO2xi fu luo dan ming Bde xi fu lv he xi fu su lv chang shu sui zhao na mi CeO2 zhi jing de jian xiao jun zhu jian zeng jia 。zai guang cui hua fan ying jie duan ,guang cui hua jiang jie lv he cui hua su lv chang shu dou sui zhao zhi jing de jian xiao er zeng da 。bu tong xing mao de na mi CeO2,ji xi fu lv 、xi fu su lv chang shu 、guang cui hua jiang jie lv he guang cui hua jiang jie su lv chang shu de shun xu dou shi :qiu xing >xian xing 。ben wen jian li de na mi xi fu li lun ,chan ming le xing mao he li jing dui na mi xi fu re li xue xing zhi de ying xiang ji li he shi zhi ,neng gou ding liang de miao shu na mi ke li de xi fu hang wei 。na mi xi fu li lun 、xing mao he li jing de dui na mi ke li xi fu he guang cui hua de ying xiang gui lv ,ke wei na mi xi fu cai liao he na mi cui hua ji de she ji 、zhi bei he ying yong di gong chong yao can kao 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自太原理工大学的冯雅楠,发表于刊物太原理工大学2019-07-26论文,是一篇关于吸附热力学论文,光催化论文,粒径效应论文,形貌效应论文,纳米论文,刚果红论文,罗丹明论文,太原理工大学2019-07-26论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自太原理工大学2019-07-26论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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