【doc】 钙钛矿型NdFeO3纳米材料的制备及光催化氧化NO-2的研究

【doc】 钙钛矿型NdFeO3纳米材料的制备及光催化氧化NO-2的研究 钙钛矿型NdFeO3纳米材料的制备及光催 化氧化NO-2的研究 田2005,No.10亿与佳劬Z程Chemistry&Bioengineering 钙钛矿型NdFeO3纳米材料的制备及 光催化氧化No的研究 徐科’.张朝平 (1.贵阳医学院化学教研室,贵州贵阳550004;2.贵州大学化学系,贵州贵阳550025) 摘要:采用有机前驱体法合成了钙钛矿型复合氧化物NdFe(,并用XRD.IR和SEM等方法对其进行了表征;以 N(为目标降解物,考察了其光催化活性.结果表明,钙钛矿型复合氧化物NdFe(对N(的降解具有很好的催化活性. 关键词:NdFe().;钙钛矿型复合氧化物;有机前驱体法;亚硝酸根;光催化氧化 中图分类号:()643文献标识码:A文章编号:1672—5425(2005)1O一0026一O3 20世纪70年代初,随着电解水的光电化学的发 展_I],光催化剂被认为是很有前途的技术.这项技术利 用半导体催化剂在光的辐射下产生能发生氧化还原反 应的电子一空穴对l2].这种氧化反应可以使有机污染 物得到降解,例如:染料l3”],芳香族化合物和农 药_6].光催化剂在从废水中消除有毒重金属离子(如: 汞j,银_g],钙lI..和锌离子lI..)中表现出了巨大的潜力. 为了拓宽钙钛矿型材料的应用,近年来,对其结构 特性的研究已有报道l】.钙钛矿型稀土氧化物表现 出很多特有的性质,如铁磁性,铁电性,焦电性,压电 性,超导性,高热导性,荧光和催化活性等.作者对钙 钛矿型稀土复合氧化物纳米材料的合成及光催化活性 进行了研究.结果表明,钙钛矿型复合氧化物NdFeO. 纳米材料对N()的降解具有很好的催化活性. l实验 1.1试剂和仪器 Nd2O3:纯度99.9,NewJersey,USA;柠檬酸, Fe(NO.).,硝酸都为 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 纯;浓氨水,去离子水. UNIC()-2000型uV一2000型分光光度计(上海合 利仪器有限公司);Vector一22型红外光谱仪(Bruker 公司,德国);理光DLMAX一2200型X一射线衍射仪(日 本),Cu靶,Ka辐射,一0.15405nm;JEM一2000FX—II 型高分辨率透视电镜(日本电子公司). 1.2NdFeO样品的制备 先将Nd:()用浓HN().溶解,Nd(NO.).再和 Fe(NO)用去离子水溶解配成一定浓度的溶液,按 hiNd(NO3).]:I1/-Fe(N().).]一1:1的配比将两者 混合,加入柠檬酸,使满足”(CHOH.O): hiNd(N()).]一2:1,搅拌使之混合,再用硝酸和氨 水调节pH值在3,4之间.在70,80?水浴上缓慢 蒸发形成溶胶,再陈化为凝胶.干燥后放人烧结炉中 在900?下烧结4h,自然冷却研磨即得产物NdFeO.. 1.3催化剂的表征 样品粉末的颗粒形态和粒径在KYKY—IO00B型 扫描电子显微镜上进行分析,红外光谱采用Vector一22 型红外光谱仪检测,UV—Vis分析在UNIC()一2000型 UV一2000型分光光度计上进行. 1.4光催化反应 反应条件为:低浓度的亚硝酸,起始浓度为 0.5p.mol?I_.,催化剂的用量1.0g?I,,电磁搅 拌.采用比色法测定亚硝酸的含量:N()与对氨基苯 磺酸发生重氮反应,再与a一萘胺偶合,生成玫瑰红偶 氮染料,每隔10min取样测定1次,测前离心分离去除 催化剂.在520nm处测定样品的吸光值,根据下式求 得退色率D: D一(C.一C)/一(A.一A)/A. 式中:A.和A分别为样品的初始吸光值和降解后 吸光值和分别为溶液的初始浓度和降解后浓度. 2结果与讨论 2.1催化剂物相 对光催化剂NdFe().进行了X一射线衍射分析,其 d值和I/I.与理论值(卡号25—1149)完全吻合,证明已 基金项目:贵州省省长基金([2003]06—05),贵州省教育厅科技基金资助课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 [2002(101)] 收稿日期:2005一O6—23 作者简介:徐科(FeO的形貌是立方体型,见图2. 图2NdFeO3的SEM Fig.2SEMimageofNdFeO3 NdFeO.的红外分析图谱见图3. 100 90 l80 350030002500200015001000500 Wavenumbecm 图3NdFeO3的红外图谱 Fig.3IRspectrumofNdFeO3 由于样品暴露在空气中,所以在1000,4000 cm处出现了水特征吸收峰;同样在4001000cm 也出现了v(M一())(金属一氧)的伸缩振动吸收峰. 2.2NdFeO的光催化活性 图4为NdFeO在不同时间对亚硝酸盐形成的偶 氮染料中的退色率,光源为自然光. 从图4得知,当f一10min时,未加NdFe()时亚 100 80 60 Q 40 20 国 3040506o70 t/mln 图4钙钛矿型NdFeO3对亚硝酸盐的光催化降解 Fig.4ThedecolorizingrateDofnitriteinphotocatalysis ofperovskite-typeNdFe03 硝酸偶氮染料的退色率仅为5,加入钙钛矿型 NdFeO.后,在相同时间的退色率为82;当t一1h 时,加入催化剂后的退色率为84.5,在加入催化剂 后很短时问内,亚硝酸偶氮染料的退色率立即达到了 82,与未加催化剂的光催化反应相比,No光催化 反应的转化率得到了很大的提高. N()在NdFeO.表面的吸附是该反应的前置步 骤,根据无机固体能带理论,当半导体材料受到能量大 于禁带宽度的光照时,价带电子被激发至导带,成 为光电子,而在价带产生光空穴: NdFeO.NdFeO(h+e”,) 式中:h为空穴,vb为价带,eb为导带. NdFeO.价带上的空穴与吸附在NdFeO.表面的 H:O,OH一等反应产生氧,羟基自由基和过氧化氢等, 与吸附在NdFeO表面的N()发生氧化还原反应,将 其降解为无机小分子. 未加催化剂时N()的分解只利用了太阳光中能 量较高的紫外光部分,所以催化效率不高;NdFeOs中 由于Fe离子3d电子数目的关系,使导带能级有效降 低,而作为价带氧的2p轨道的能级相对稳定,故电子 由价带跃迁至导带的电荷转移能的差值减小,根据半 导体光催化原理,电子的迁移是控制光催化过程产生 和催化速率的关键.当能隙减小,产生光电子一空穴 对所需的能量就相对较小,并且电子迁移率增加,所需 的能量较低,在可见光条件下就可以吸收,所以在自然 光的条件下便可进行光催化反应. 3结论 NdFeO光催化剂的光催化活性与Fe离子的d电 子的数目有很大的关系.由于Fe离子的d电子数目 的关系,使其能隙较小,产生电子一空穴对所需的能量 较小,可吸收可见光,从而提高了太阳光的利用率,所 田徐科等:钙钛矿型NdFeO3纳米材料的制备及光催化氧化No的研 究/2005年囊l0期 以催化活性也得到了提高. 参考文献: [1]FujishimaA&.HondaK.Electrochemicalphotocatalysisofwater atasemiconductorekctr0de[J].Nature,1972.238:37. [2] [3] E4] Es] [6] [7] LiuerMI.Heterogeneousphotocatalysistransitionmetalsionsin photocatalyticsystems[J].ApplCatalB:Environ.1999.23:89114. SauerMI.()11isDF.Photocata1yzedoxidationofethano1andac etaldehydeinhumidifiedairEJ].JCatal,1996.158:570—582. 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Keywords:NdFe()3;perovskite—typeoxide;organicprecursormethod;nitr ite;photocatalyticoxidation 我国生物技术产业与国外差距最小 目前我国生物技术及产业已获得长足发展,总体研发水平在发展中国家居领先地位,部分领域跻身世界前 列,已成为我国高新技术中与国外差距最小的领域.据科技部与中国生物技术发展中心联合发布的《2004中国 生物技术发展 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 》介绍,目前我国工业生物技术产业发展态势良好,并拥有资源配置与技术优势,未来五年还将 延续这一发展势头.作为我国生物技术产业的支撑,目前主要发酵工程产业的年产值高达1300亿元以上;生物 新材料的研究和应用已渗透到国民经济各部门和生活的各方面,成为人类使用量最大的材料品种;酶与生物催化 产业发展迅速,在酶的新品种开发,酶在生物转化与合成及各种领域的应用方面都取得了重要进展. 当前,我国能源生物技术研发已进入边研究边产业化的阶段.生物柴油的研发进展很快,一部分科研成果已 达到国际先进水平,生产技术经适当改进后就可应用;燃料乙醇的相关技术已有了较好的基础,具有规模化生产 的条件,沼气发酵技术我国已使用多年,今后要不断改进,加大推广力度;生物制氢技术尚处于研究阶段,主要以 跟踪国外技术为主,实现产业化还需要较长时间. 报告指出,环境生物技术作为我国重点发展的关键技术之一,近几年 来发展极其迅速,研究领域不断扩大,新 成果迭出. 此外,我国农业生物技术研发也不断取得新突破,部分领域已进入国际先进行列.生物肥料产业规模稳步扩 大,品种及产品不断更新, 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 体系建设日益完善;生物农药产业的新品种,新产品,新剂型也不断涌现.