六方氮化硼纳米片负载二氧化铈的制备与催化性能研究(附件)【字数：16688】
有机染料作为一种生产、生活中必不可少的一种用有机化合物制备的染料，被大范围的应用在医疗、食品、居住、印刷、化妆品等方面。光催化剂是一种样品在光的照射下，自身不参与反应，但是却同时促进反应不断进行，并促使反应加速的物质。现今对于光催化剂的研究与制备已经有很多了，其中研究最多的就是ZnO2/TiO2、ZnO2/CeO2、CeO2/氧化石墨烯等纳米复合材料。六方氮化硼（h-BN）具有极稳定的化学结构，以及较强的热稳定性、导电性和机械强度，这些特性决定了它在很多方面都有很好的发展前景。本实验中，我们利用CeO2的氧化催化性能，并在CeO2表面负载不同量的h-BN纳米粒子，从而研究不同比例下的纳米复合材料对硝基苯酚、亚甲基蓝、罗丹明B三种常见染料的催化效果的比较，以及在加入不同量的H2O2下的催化速度的区别，并对CeO2/h-BN纳米材料进行一系列的表征。从实验中，我们发现CeO2对染料有一定的催化作用，负载h-BN对CeO2的催化效果有一定的加速作用。此外，CeO2/h-BN纳米粒子材料对H2O2的分解有一定的加速作用，从而进一步的加快了染料的氧化催化。关键字六方氮化硼、二氧化铈、光催化。
目录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 深度处理技术 1
1.2.1 活性炭吸附 1
1.2.2 臭氧氧化 2
1.2.3 化学预处理 2
1.2.4 生物预处理 3
1.2.5 生物活性炭 3
1.2.6 膜技术 4
1.2.7 光催化氧化 4
1.3 二氧化铈 6
1.3.1 二氧化铈的性质 6
1.3.2 研究背景及研究方向 7
1.3.3 氧化铈的应用 7
1.4 纳米技术的表征技术 10
1.4.1 X射线衍射XRD 10
1.4.2 拉曼光谱Ramam 11
1.4.3 扫描电镜SEM 11
1.5 研究内容、思路与方法 12
1.6 选题依据、目的及意义 13
第二章 氮化硼及二氧化铈的制备 14
2.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
引言 14
2.2 实验相关试剂 14
2.3 实验相关仪器 14
2.4 样品的制备 15
2.4.1 氮化硼分散液的制备 15
2.4.2 二氧化铈的制备及负载 15
2.5 小结 16
第三章 二氧化铈/氮化硼纳米复合材料光催化及表针 17
3.1 CeO2/hBN纳米粒子材料的表征 17
3.1.1 X射线衍射XRD 17
3.1.2 拉曼光谱Ramam 18
3.1.3 扫描电子显微镜SEM 20
3.2 染料的选择 21
3.2.1 亚甲基蓝 21
3.2.2 对硝基苯酚 22
3.2.3 罗丹明B 22
3.3 UV测试步骤 22
3.4 数据处理及总结 23
3.4.1 CeO2/hBN纳米粒子材料 23
3.4.2 染料催化效果 24
结论 31
致谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 引言
氮化硼是一种结晶，其中硼占43.6％，氮占56.4％。因为在不停的制备环境下，氮化硼会有四种不同的形态：它们分别为六方氮化硼（HBN）、纤锌矿氮化硼（WBN）、立方氮化硼（CBN）和菱方氮化硼（RBN）。氮化硼被广泛使用在高速切割工具、石油勘探的钻头、高温固化润滑剂和高温特殊电解质等，其主要就是因为氮化硼具有优良的热稳定性和传热性能、较好的机械强度等优点。此外，氮化硼的一种纤锌矿交替形态的产物,被认为是世界上的最硬的物质。
1.2 深度处理技术
深度处理是指在污染物经过一些常规的污水处理工艺后,再次采用一些其他适合此类污染物的处理方法,从而将经过常规处理工艺处理过的污染物但是并不能有效祛除的污染物或消毒副产物祛除,从而提高与保证我们饮用水的安全。目前应用较广泛的深度处理技术有如下这几种：活性炭吸附、臭氧氧化、化学预处理、生物预处理、生物活性炭、光催化氧化、膜技术等。
1.2.1 活性炭吸附
在现如今发展起来的改善水质以及去除水中杂质的技术中，活性炭吸附已经算是比较全面和先进的技术了。活性炭是一种多孔的结构，从而使其有较大的比表面积，其中微孔（约小于40nm）所形成的比表面积约占所有表面积的95％以上，其他被过滤孔和大孔占据。而在吸附过程中，起作用的就是比表面积大的微孔。
现在国内外主要是使用粉末活性炭来吸附污水中的色素以及嗅味的物质，现如今已经有显著的效果。活性炭种类繁多，特别是其中煤基质的粒状活性炭，因为其优良的吸附性能、较高的机械强度以及较好的回收效率和价格便宜等优点，被越来越多的应用在污水治理中。
在国外粉末活性炭吸附的研究与应用也在风起云涌的运行中的同时，国内也在不断地发展，可是由于种种原因，国内现实应用还是比较少的。现如今投入使用的活性炭可以很有效的除去其中的小分子有机物，但是对于其中的大分子有机物却很难祛除，可是生活中的溶液中大分子有机物比重较高，而小分子却很少，无法全部使用活性炭。所以活性炭一般都用在突发情况的水污染，但是无法长期使用。此外，脱水率也是粉末活性炭存在的一个重大问题，这些问题有待进一步研究与努力。
1.2.2 臭氧氧化
臭氧技术在很早就已经被投入日常使用了，在最开始的时候，臭氧用于祛除水中的色素以及味道[1]。臭氧具有极强的氧化能力，氧化电度达到2.07V，明显高于正常的氧化剂，如氯和高锰酸钾。同时，它也是理想的绿色氧化药剂，具有强氧化性，并且在溶于水后会自行分解，不会形成二次污染。臭氧表现出强氧化性的原因，其一，便是其自身的高氧化性，其二，它在水中会形成强氧化作用的 OH基团，它表现出来的高活性，在处理污染中可以用来杀菌消毒、破坏有机物的结构等作用。
臭氧脱色：臭氧溶于水后产生的高活性基团 OH可以与染料发色基团中的不饱和键（芳香基团或共轨双键）断裂从而合成小分子量的酸或醛，减小染料的分子量，至此使液体得到降解。
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第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 深度处理技术 1
1.2.1 活性炭吸附 1
1.2.2 臭氧氧化 2
1.2.3 化学预处理 2
1.2.4 生物预处理 3
1.2.5 生物活性炭 3
1.2.6 膜技术 4
1.2.7 光催化氧化 4
1.3 二氧化铈 6
1.3.1 二氧化铈的性质 6
1.3.2 研究背景及研究方向 7
1.3.3 氧化铈的应用 7
1.4 纳米技术的表征技术 10
1.4.1 X射线衍射XRD 10
1.4.2 拉曼光谱Ramam 11
1.4.3 扫描电镜SEM 11
1.5 研究内容、思路与方法 12
1.6 选题依据、目的及意义 13
第二章 氮化硼及二氧化铈的制备 14
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引言 14
2.2 实验相关试剂 14
2.3 实验相关仪器 14
2.4 样品的制备 15
2.4.1 氮化硼分散液的制备 15
2.4.2 二氧化铈的制备及负载 15
2.5 小结 16
第三章 二氧化铈/氮化硼纳米复合材料光催化及表针 17
3.1 CeO2/hBN纳米粒子材料的表征 17
3.1.1 X射线衍射XRD 17
3.1.2 拉曼光谱Ramam 18
3.1.3 扫描电子显微镜SEM 20
3.2 染料的选择 21
3.2.1 亚甲基蓝 21
3.2.2 对硝基苯酚 22
3.2.3 罗丹明B 22
3.3 UV测试步骤 22
3.4 数据处理及总结 23
3.4.1 CeO2/hBN纳米粒子材料 23
3.4.2 染料催化效果 24
结论 31
致谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 引言
氮化硼是一种结晶，其中硼占43.6％，氮占56.4％。因为在不停的制备环境下，氮化硼会有四种不同的形态：它们分别为六方氮化硼（HBN）、纤锌矿氮化硼（WBN）、立方氮化硼（CBN）和菱方氮化硼（RBN）。氮化硼被广泛使用在高速切割工具、石油勘探的钻头、高温固化润滑剂和高温特殊电解质等，其主要就是因为氮化硼具有优良的热稳定性和传热性能、较好的机械强度等优点。此外，氮化硼的一种纤锌矿交替形态的产物,被认为是世界上的最硬的物质。
1.2 深度处理技术
深度处理是指在污染物经过一些常规的污水处理工艺后,再次采用一些其他适合此类污染物的处理方法,从而将经过常规处理工艺处理过的污染物但是并不能有效祛除的污染物或消毒副产物祛除,从而提高与保证我们饮用水的安全。目前应用较广泛的深度处理技术有如下这几种：活性炭吸附、臭氧氧化、化学预处理、生物预处理、生物活性炭、光催化氧化、膜技术等。
1.2.1 活性炭吸附
在现如今发展起来的改善水质以及去除水中杂质的技术中，活性炭吸附已经算是比较全面和先进的技术了。活性炭是一种多孔的结构，从而使其有较大的比表面积，其中微孔（约小于40nm）所形成的比表面积约占所有表面积的95％以上，其他被过滤孔和大孔占据。而在吸附过程中，起作用的就是比表面积大的微孔。
现在国内外主要是使用粉末活性炭来吸附污水中的色素以及嗅味的物质，现如今已经有显著的效果。活性炭种类繁多，特别是其中煤基质的粒状活性炭，因为其优良的吸附性能、较高的机械强度以及较好的回收效率和价格便宜等优点，被越来越多的应用在污水治理中。
在国外粉末活性炭吸附的研究与应用也在风起云涌的运行中的同时，国内也在不断地发展，可是由于种种原因，国内现实应用还是比较少的。现如今投入使用的活性炭可以很有效的除去其中的小分子有机物，但是对于其中的大分子有机物却很难祛除，可是生活中的溶液中大分子有机物比重较高，而小分子却很少，无法全部使用活性炭。所以活性炭一般都用在突发情况的水污染，但是无法长期使用。此外，脱水率也是粉末活性炭存在的一个重大问题，这些问题有待进一步研究与努力。
1.2.2 臭氧氧化
臭氧技术在很早就已经被投入日常使用了，在最开始的时候，臭氧用于祛除水中的色素以及味道[1]。臭氧具有极强的氧化能力，氧化电度达到2.07V，明显高于正常的氧化剂，如氯和高锰酸钾。同时，它也是理想的绿色氧化药剂，具有强氧化性，并且在溶于水后会自行分解，不会形成二次污染。臭氧表现出强氧化性的原因，其一，便是其自身的高氧化性，其二，它在水中会形成强氧化作用的 OH基团，它表现出来的高活性，在处理污染中可以用来杀菌消毒、破坏有机物的结构等作用。
臭氧脱色：臭氧溶于水后产生的高活性基团 OH可以与染料发色基团中的不饱和键（芳香基团或共轨双键）断裂从而合成小分子量的酸或醛，减小染料的分子量，至此使液体得到降解。
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