三氧化鎢光催化劑制備及應(yīng)用

第1章 緒論

參考文獻(xiàn)

第2章 光催化反應(yīng)原理

2.1光化學(xué)基本原理

2.1.1光化學(xué)反應(yīng)

2.1.2電子躍遷

2.2半導(dǎo)體光催化反應(yīng)理論

2.2.1半導(dǎo)體光催化的理論基礎(chǔ)

2.2.2光催化反應(yīng)熱力學(xué)分析

2.2.3光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析

2.2.4光催化反應(yīng)機(jī)理

參考文獻(xiàn)

第3章 三氧化鎢的制備方法

3.1普通WO3的制備方法

3.1.1普通WO3的制備方法

3.1.2普通法所得WO3的表征

3.2高活性WO3的制備方法

3.2.1固相法

3.2.2液相法

3.2.3氣相法

3.2.4超聲化學(xué)法

3.3制備WO3其他方法

參考文獻(xiàn)

第4章 復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑

4.1半導(dǎo)體復(fù)合意義

4.2半導(dǎo)體復(fù)合類型

4.2.1半導(dǎo)體-半導(dǎo)體復(fù)合

4.2.2半導(dǎo)體-絕緣體復(fù)合

4.2.3復(fù)合半導(dǎo)體薄膜

4.3半導(dǎo)體復(fù)合方法

4.4半導(dǎo)體WO3/α-Fe2O3復(fù)合體系

4.4.1光催化反應(yīng)機(jī)理

4.4.2比較光催化劑活性

4.4.3復(fù)相催化劑WO3/α-Fe2O3/W的組成與COD、色度去除率的關(guān)系

4.4.4復(fù)相光催化劑用量與COD、色度去除率的關(guān)系

4.4.5試液的pH值與COD、色度去除率的關(guān)系

4.4.6光照時(shí)間與COD、色度去除率的關(guān)系

4.5半導(dǎo)體WO3與稀土氧化物復(fù)合體系

4.5.1 WO3/CeO2復(fù)合體系

4.5.2 Y2O3/WO3復(fù)合體系

4.6半導(dǎo)體WO3與TiO2復(fù)合體系

4.6.1熱處理溫度對(duì)催化劑形貌及其光催化活性的影響

4.6.2 WO3/TiO2-NRs的物性

4.6.3 WO3/TiO2-NRs的光催化活性

4.7半導(dǎo)體WO3與CdS復(fù)合體系

4.7.1催化劑的組成與COD、色度去除率的關(guān)系

4.7.2復(fù)相催化劑用量與COD、色度去除率的關(guān)系

4.7.3試液的pH值與COD、色度去除率的關(guān)系

4.7.4光照時(shí)間與COD、色度去除率的關(guān)系

參考文獻(xiàn)

第5章 金屬離子摻雜光催化劑

5.1釔離子摻雜WO3光催化體系

5.1.1 Y3+摻雜WO3樣品的晶體結(jié)構(gòu)

5.1.2摻雜樣品表面性質(zhì)的XPS譜分析

5.1.3摻雜樣品的UV-Vis漫反射光譜性質(zhì)

5.1.4光催化分解水析氧活性

5.2 La3+摻雜WO3光催化劑

5.2.1 La3+摻雜WO3的晶體結(jié)構(gòu)

5.2.2 La3+摻雜WO3樣品光催化活性

5.3 Eu3+摻雜WO3光催化劑

5.3.1催化劑的表征

5.3.2銪摻雜對(duì)RB在WO3上吸附量的影響

5.3.3pH對(duì)光催化降解效率的影響

5.3.4銪摻雜對(duì)WO3光催化活性的影響

5.4 Tb3+摻雜WO3光催化劑

5.4.1 Tb3+/WO3光催化材料的結(jié)構(gòu)表征

5.4.2 Tb3+摻雜對(duì)WO3光催化降解率的影響

5.4.3 Tb3+摻雜量對(duì)WO3光催化降解率的影響

5.4.4焙燒溫度對(duì)WO3光催化降解率的影響

5.4.5溶液pH值對(duì)Tb-WO3光催化降解率的影響

5.5 Dy摻雜WO3光催化劑

5.5.1光降解中間產(chǎn)物的色譜及質(zhì)譜分析

5.5.2不同光照時(shí)間后RB的UV-Vis光譜

5.6 Gd和TiO2摻雜WO3光催化劑

5.6.1催化劑的表征

5.6.2 Gd、TiO2摻雜對(duì)RB在WO3上吸附量的影響

5.6.3 pH對(duì)WO3和Gd/TiO2/WO3光催化活性的影響

5.6.4 Gd、TiO2摻雜及其摻雜量對(duì)WO3光催化活性的影響

參考文獻(xiàn)

第6章 三氧化鎢光催化劑應(yīng)用

6.1在處理無(wú)機(jī)污染物領(lǐng)域中的應(yīng)用

6.1.1無(wú)機(jī)陰離子或氣體有害物質(zhì)的降解

6.1.2金屬離子的光催化還原

6.1.3無(wú)機(jī)合成

6.2在處理有機(jī)污染物領(lǐng)域中的應(yīng)用

6.2.1有機(jī)物的光催化降解

6.2.2光催化氧化降解染料廢水

6.2.3光催化氧化降解造紙廢水

6.2.4光催化氧化技術(shù)處理一般工業(yè)廢水

6.2.5光催化氧化技術(shù)處理滲濾液的研究

6.2.6光催化氧化技術(shù)降解水面有機(jī)污染物膜

6.2.7光敏劑協(xié)助光催化氧化法對(duì)處理廠的二級(jí)廢水進(jìn)行消毒

6.2.8光催化有機(jī)合成

6.3在光解水制氫方面應(yīng)用

6.3.1摻雜Ce的WO3樣品的晶體結(jié)構(gòu)

6.3.2摻雜樣品表面性質(zhì)的XPS譜分析

6.3.3摻雜樣品的UV-Vis漫反射光譜性質(zhì)

6.3.4 WO3及不同Ce摻雜量WO3樣品的光致發(fā)光性質(zhì)

6.3.5 Ce/WO3光解水析氧的催化活性

參考文獻(xiàn)

《三氧化鎢光催化劑制備及應(yīng)用》第1章闡述了光催化技術(shù)發(fā)展過(guò)程;第2章主要闡述光催化反應(yīng)原理;第3章著重闡述三氧化鎢光催化劑制備方法;第4章講述復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑;第5章講述金屬離子摻雜光催化劑;第6章講述三氧化鎢光催化劑應(yīng)用。本書是筆者根據(jù)多年從事光催化技術(shù)科研和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并參考國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域的眾多科研論文及圖書資料編著而成。本書由崔玉民、李慧泉、張坤著。

先用鎢酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成鎢酸沉淀，然后鎢酸高溫分解成為三氧化鎢和水。

CaWO4 + 2HCl → CaCl2 + H2WO4

H2WO4 → H2O + WO3

氧化劑存在下，仲鎢酸銨熱分解：

(NH4)10[H2W12O42]·4H2O → 12 WO3 + 10NH3 + 11H2O

色譜已有100余年的歷史，它一開始就是為制備性分離而產(chǎn)生的，其目的在于分離制備一種或多種純組分。雖然制備型色譜的研究目前處于一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的階段，但其應(yīng)用卻仍方興未艾，常壓柱色譜、低壓柱色譜、中壓制備色譜、高壓制備液相色譜等仍是現(xiàn)代科學(xué)研究及生產(chǎn)實(shí)踐中不可取代的制備性分離手段。一些專門進(jìn)行有機(jī)合成的工作者往往一年可利用上百根色譜柱進(jìn)行合成產(chǎn)物的制備性分離，甚至一天之內(nèi)可進(jìn)行三次以上的柱色譜操作;一些植物化學(xué)工作者70%以上的實(shí)驗(yàn)時(shí)間是用在使用制備色譜進(jìn)行分離之上;在一些多肽、多糖、蛋白質(zhì)、手性藥物以及天然產(chǎn)物等的生產(chǎn)上，現(xiàn)代制備色譜是其必不可少的分離單元。

制備色譜技術(shù)在大多數(shù)情況下是在非線性條件下進(jìn)行工作，它的理論深?yuàn)W、公式復(fù)雜、進(jìn)樣量大、固定相和溶劑量多、成本較高，分離過(guò)程中常常因?yàn)椴僮髡呒夹g(shù)水平方面的原因達(dá)不到預(yù)期的制備性分離目的。其與線性條件下的色譜分析相比往往具有很大的不同，并且有些制備色譜技術(shù)本身只具備制備的特點(diǎn)。制備色譜技術(shù)包括了從實(shí)驗(yàn)室分離幾毫克至幾克樣品的小型制備色譜直至工業(yè)用大規(guī)模制備純物質(zhì)的生產(chǎn)制備色譜。

本書的撰寫緊緊圍繞制備色譜的基礎(chǔ)理論，避免制備色譜理論中繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，充分注重方法的可操作性和實(shí)用性，比較系統(tǒng)、全面、詳細(xì)地介紹多種制備色譜技術(shù)。第二版對(duì)各章進(jìn)行了不同程度的調(diào)整或者補(bǔ)充，完善了不足的部分，加強(qiáng)了色譜操作技術(shù);擴(kuò)展了凝膠色譜，充實(shí)了高速逆流色譜的pH區(qū)帶提取、手性分離、粒子分離章節(jié);新增了大孔吸附柱色譜、臺(tái)錐形柱色譜、二維高壓制備液相色譜、膜分離等較多內(nèi)容。但讀者要系統(tǒng)地了解色譜基礎(chǔ)理論和知識(shí)，至少仍需閱讀本叢書中的《色譜分析概論》(第二版)分冊(cè)。

本書是在本人近30年的科研和教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上寫成的，部分內(nèi)容受到國(guó)家自然科學(xué)基金(No.29665001、No.30160092、No.20775066、No.21075109)、教育部第三屆"高校青年教師獎(jiǎng)"(No.2001298)、云南省重點(diǎn)項(xiàng)目(No.2005E0006Z、No.99YBL-04)等10余個(gè)課題的資助。書中的較多素材直接取材于本人的研究或者與本人研究密切相關(guān)的資料文獻(xiàn)，并與本人所編著的《手性識(shí)別材料》(科學(xué)出版社，2010)具有很好的相關(guān)性。

衷心感謝我的碩士生導(dǎo)師--云南大學(xué)宋文俊教授、博士生導(dǎo)師--北京理工大學(xué)傅若農(nóng)教授、博士后導(dǎo)師--日本名古屋大學(xué)Y. Okamoto教授，是他們將我?guī)?quot;手性識(shí)別材料及技術(shù)"領(lǐng)域，進(jìn)行探索性的研究工作。感謝北京市新技術(shù)應(yīng)用研究所張?zhí)煊咏淌谠诟咚倌媪魃V領(lǐng)域曾給予的細(xì)心指導(dǎo)，感謝叢書編委會(huì)以及責(zé)任編輯的辛勤工作。

本書的撰寫得益于諶學(xué)先、艾萍、字敏、段愛(ài)紅、李正宇等同事多年的合作以及課題組數(shù)十位博士及碩士研究生的研究，在此一并表示衷心的感謝。

由于水平的有限，書中錯(cuò)誤和不足在所難免，敬請(qǐng)專家和讀者給予批評(píng)指正。

袁黎明