项目名称: 稀土掺杂氧化锌及羟基氧化铁复合材料催化机制研究

项目编号: No.51272189

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 汪恂

作者单位: 武汉科技大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 以TiO2为代表的半导体光催化氧化技术已在环境治理领域取得了较大的成效,但该体系现有效率还难以满足实际应用的需求。目前有关ZnO和FeOOH半导体光催化的研究较少,反应机理尚不清楚。我们近期研究发现,掺杂稀土离子后这两类复合材料光催化降解效率明显增加。申请者计划制备掺杂稀土离子的ZnO-TiO2纳米复合材料及羟基氧化铁复合材料,以制药废水和革兰氏代表菌为降解目标物检验光催化活性。研究稀土离子掺杂对光催化材料结构的影响,晶格结构变化与光催化活性的相关性;优化制备条件以扩展纳米复合材料有效吸收光波长范围,提高其光催化氧化能力和材料稳定性。讨论不同载体对复合材料的作用机制;研究结果不仅将确定氧化锌纳米复合材料及羟基氧化铁复合材料最优制备条件,同时有望全面揭示其催化降解机制,从而为后期进一步的材料改性和实际应用奠定理论基础。

中文关键词: 光催化;构效关系;氧化锌;纳米材料;羟基氧化铁

英文摘要: Photocatalysis technology based on TiO2 has provided an effective and promising means for sterilization and remediation of other environmental pollutants in water. However, its application for environmental protection still remains on the laboratory stage, mainly due to low efficiency in photoenergy utiliziation. A series of Nano ZnO-TiO2 composite materials and ferric hydroxide (FeOOH) composite materials have been studied as a photocatalyst. Up to know, rare publications reported the photocatalytic mechanism of both composite materials.Recently, we found that doping of rare earth ions (such as La, Ce, Er,et al) is able to increase the photocatalytic efficiency of ZnO-TiO2 and FeOOH composite materials. In order to explore the underlying catalytic mechanisms, we plan to synthesize the RE doped ZnO-TiO2 and FeOOH nano-photocatalyst using different methods, followed by efficiency evaluation of photocatalytic degradation of pharmaceutical wastewater solution and bacteria under different light source. The prepared particles will be characterized using XRD, HRTEM, UV-Vis and XPS, which will demonstrate the effect of doping amount, sintering temperature and carrier performance on the crystal morphology and the consequent photocatalytic activity. Through optimizing the preparation conditions, we aim to expand the rang

英文关键词: photocatalysis;structure-activity relationship;ZnO;nanomaterials;α-Fe2O3

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