氧化鉍系納米粒子對三苯類污染物光催化氧化性質(zhì)研究

內(nèi)容概要

　　《氧化鉍系納米粒子對“三苯”類污染物光催化氧化性質(zhì)研究》創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：　　一、本書作者制得了能應用于氣——固復相光催化氧化“三苯”污染物反應的Bi203體系納米材料，以Bi2O3為主體的光催化劑回收處理十分容易，增強了光催化氧化法在小環(huán)境中治理氣相“三苯”物的前景?！　《?、作者分別從光催化劑的晶體結構——光生電子空穴復合機率和吸附特性的關系以及“三苯”物本身所含基團情況出發(fā)合理、有效地闡明了活性強弱的規(guī)律性?！　∪⒆髡哐芯苛硕喾N因素對“三苯”物的光催化氧化反應的定量影響，得到了多種動力學參數(shù)和宏觀動力學模型。結合反應產(chǎn)物的GC-MS檢測，初步揭示了光催化氧化苯、甲苯、對——二甲苯的反應機制。

作者簡介

丁鵬，女，回族，1974年出生，系長春師范學院副教授。1993年9月考入吉林農(nóng)業(yè)大學應用化學專業(yè)學習，1997年7月獲理學學士學位。1997年9月考入同校環(huán)境工程專業(yè)，攻讀碩士研究生，2000年6月獲得碩士學位。2000年7月分配到長春師范學院任化學系教師。2001年9月考入吉林大學環(huán)境與資源學院環(huán)境科學系，師從杜堯國教授攻讀博士研究生，2005年6月獲理學博士學位。2006年進入北京大學化學與分子工程學院博士后流動站，2008年9月順利出站。主要研究領域：大氣污染控制工程、納米功能材料、有機復合材料。

書籍目錄

第一章  緒論  1.1  納米粒子    1.1.1  納米粒子的定義及其發(fā)展歷史    1.1.2  納米粒子的性質(zhì)  1.2  半導體化合物納米粒子的特性、制備與表征    1.2.1  半導體化合物納米粒子的特性    1.2.2  半導體化合物納米粒子的制備    1.2.3  半導體化合物納米粒子的表征  1.3  半導體化合物納米粒子的光催化活性研究    1.3.1  半導體化合物納米粒子的光催化活性機制    1.3.2  半導體化合物光催化活性的影響因素    1.3.3  提高半導體化合物光催化活性的途徑  1.4  半導體化合物納米粒子的氣一固復相光催化反應研究    1.4.1  光源的選擇及反應器的設計    1.4.2  反應動力學    1.4.3  水蒸氣的影響及催化劑的失活與再生    1.4.4  幾種特定氣相污染物的光催化氧化過程  1.5  本文研究內(nèi)容及意義  1.6  本文的創(chuàng)新點第二章  鉍系半導體氧化物納米粒子的制備與表征  2.1  Bi2O3納米粒子的制備與表征    2.1.1  氨水沉淀法制備Bi2O3納米粒子及其表征    2.1.2  多元醇法制備Bi2O3納米粒子及其表征    2.1.3  微乳法制備Bi2O3納米粒子及其表征    2.1.4  小結  2.2  鉍系復合半導體氧化物納米粒子的制備與表征    2.2.1  TiO2／Bi2O3復合半導體的制備及其表征    2.2.2  Ni2O3／Bi2O3復合半導體的制備及其表征    2.2.3  小結第三章  鉍系氧化物納米粒子的光催化活性  3.1  光催化反應系統(tǒng)    3.1.1  配氣及光照系統(tǒng)    3.1.2  檢測系統(tǒng)  3.2  Bi2O3納米粒子的光催化活性    3.2.1  氨水沉淀法制備的Bi2O3納米粒子的光催化活性    3.2.2  多元醇介質(zhì)法制備的Bi2O3納米粒子的光催化活性    3.2.3  微乳法制備的Bi2O3納米粒子的光催化活性    3.2.4  影響B(tài)i2O3納米粒子光催化活性的因素    3.2.5  小結  3.3  鉍系復合半導體氧化物納米粒子的光催化活性    3.3.1  TiO2／Bi2O3復合半導體的光催化活性    3.3.2  Ni2O3／Bi2O3復合半導體的光催化活性    3.3.3  小結第四章  苯、甲苯及對—二甲苯在氧化鉍光催化劑上的光催化氧化反應  4.1  光催化反應系統(tǒng)    4.1.1  檢測系統(tǒng)  4.2  苯的光催化氧化反應    4.2.1  影響苯的光催化氧化反應速率的因素    4.2.2  苯的光催化氧化反應動力學    4.2.3  苯的光催化氧化反應產(chǎn)物    4.2.4  苯的光催化氧化反應機制  4.3  甲苯的光催化氧化反應    4.3.1  影響甲苯的光催化氧化反應速率的因素    4.3.2  甲苯的光催化氧化反應動力學    4.3.3  甲苯的光催化氧化反應產(chǎn)物    4.3.4  甲苯的光催化氧化反應機制  4.4  對—二甲苯的光催化氧化反應    4.4.1  影響對—二甲苯的光催化氧化反應速率的因素    4.4.2  對—二甲苯的光催化氧化反應動力學    4.4.3  對—二甲苯的光催化氧化反應產(chǎn)物    4.4.4  對—二甲苯的光催化氧化反應機制  4.5  小結第五章  結論參考文獻附錄

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   第一章 緒論 1．1 納米粒子 1．1．1 納米粒子的定義及其發(fā)展歷史 納米粒子是指顆粒尺度為納米量級的超微粒子，尺度大于原子簇而小于通常的微粉，一般在1～100nm之間，處于原子簇和宏觀物體交替的過渡區(qū)域。納米粒子經(jīng)壓制、燒結或濺射而成的凝聚態(tài)固體被稱為納米材料。早在1955年，著名物理學家Feynman曾提出直接由人類按需要來排布原子、制造產(chǎn)品的設想。隨著催化化學、膠體化學的發(fā)展，人們開始對納米粒子進行系統(tǒng)的研究，1962年日本理論物理學家Kubo的量子尺寸效應理論問世，加速了納米粒子的研究。70年代末，德雷克斯勒成立了NST（Nanoscale Science andTechnology）研究小組。1984年在柏林召開的第二屆國際超微粒子等離子簇會議使納米粒子的研究成為世界性的一個研究熱點。1990年7月在美國巴爾的摩召開了納米科技的國際學術會議，1994年10月在德國召開了第二屆國際納米材料會議，標志著納米材料已經(jīng)成為材料科學和凝聚態(tài)物理領域中的新的熱點。如今，納米科技不斷深入發(fā)展，優(yōu)良性能的納米材料不斷出現(xiàn)，納米材料的應用領域也更加廣泛。納米材料已成為21世紀最有前途的材料。 1．1．2 納米粒子的性質(zhì) 當粒子尺寸小至納米數(shù)量級時，在同一粒子內(nèi)存在各種缺陷（如：孿晶層、層錯、位錯），還有不同的亞穩(wěn)態(tài)和非晶態(tài)存在。納米粒子表層密度大，表層原子即無長秩序又無短秩序的非晶層，而粒子內(nèi)部存在結晶良好的周期排布的原子，納米粒子的這種特殊結構使其具有特殊性質(zhì)（如：表面效應、體積效應、量子尺寸效應及隧道效應等）。因此納米粒子具有較小的粒徑、較大的比表面積、較高密度的表面晶格缺陷、較低的熔點等特點使之具有較好的催化活性、光電轉換特性和光吸收特性等優(yōu)良的性能。 （1）表面效應 所謂表面效應是指納米粒子表面原子與總原子數(shù)隨粒徑的變小而急劇增多引起的性質(zhì)上的變化。研究表明，固體表面原子與內(nèi)部原子所處的環(huán)境不同，前者的周圍缺少相鄰的原子，有許多懸空鍵，具有不飽和的性質(zhì)，易與其他原子相結合而穩(wěn)定下來。因此當粒子直徑逐漸接近原子直徑時表面原子占總原子的百分數(shù)急劇增加，其作用顯得異常明顯，故具有很大的化學活性，納米粒子的熔點下降，比表面積、表面能及表面結合能都迅速增大。 （2）體積效應 當粒子的尺寸與光波長、傳導電子的德布羅意波長等物理特性的尺寸相當或更小時，周期性的邊界條件將被破壞，電磁學、熱力學、光學等特性均會較普通粒子發(fā)生很大的變化。這就是納米粒子的體積效應。

編輯推薦

《氧化鉍系納米粒子對"三苯"類污染物光催化氧化性質(zhì)研究》從主體上脫離經(jīng)典的TiO2光催化劑體系出發(fā)，深入研究了新穎的Bi2O3及其摻雜納米材料體系作為VOCs代表物——“三苯”類污染物的光降解催化劑。經(jīng)優(yōu)化從三種制備納米Bi2O3及其摻雜方法中選定了相對而言最佳的微乳法，成功地制得了對“三苯”污染物具有光催化氧化活性的光催化劑。采用多種現(xiàn)代技術手段表征了所制得的光催化劑，并合理地闡明了三種光催化劑分別對苯、甲苯、對—二甲苯的光催化活性強弱、以及摻雜Bi2O3優(yōu)于單一Bi2O3的緣故。并通過多種因素對光催化氧化反應的定量影響，揭示了它們的宏觀動力學規(guī)律和反應機制。這些研究對大氣光化學與光催化及環(huán)境保護方面均有重要的理論意義和應用前景。

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