鐵氧化物光催化答辯

1、LOGO指指導(dǎo)教師導(dǎo)教師：胡：胡曉曉波波鐵氧鐵氧化物光催化降解有機化物光催化降解有機污污染物染物n班班級級：11應(yīng)應(yīng)用化用化學(xué)學(xué)n學(xué)學(xué)生：莫文杰生：莫文杰n學(xué)號學(xué)號：11205023110LOGO論文的主要工作論文的主要工作u 論文的主要工作包括：論文的主要工作包括：u 1背景和意義背景和意義u 2實驗實施流程實驗實施流程u 3實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)u 4結(jié)論結(jié)論n 背景：背景： n 我國的環(huán)境中有機污染是非常嚴重的，種類多、數(shù)量我國的環(huán)境中有機污染是非常嚴重的，種類多、數(shù)量大，嚴重危及人體健康的有機物達二、三百種。不同水大，嚴重危及人體健康的有機物達二、三百種。不同水源的水和自來水中的水有機污染物

2、種類和數(shù)量相當大，源的水和自來水中的水有機污染物種類和數(shù)量相當大，污染的問題也是相當突出。污染的問題也是相當突出。n意義：意義：n 從全世界角度來考慮，水體有機污染已經(jīng)是呈現(xiàn)非常從全世界角度來考慮，水體有機污染已經(jīng)是呈現(xiàn)非常嚴重的態(tài)勢，治理水體有機污染刻不容緩。如何低成本嚴重的態(tài)勢，治理水體有機污染刻不容緩。如何低成本且有效的治理水體有機污染成為了要探索的問題，本文且有效的治理水體有機污染成為了要探索的問題，本文就是基于這一點，在已知可能性的前提下，進一步驗證就是基于這一點，在已知可能性的前提下，進一步驗證鐵氧化物光催化降解有機污染物的可行性及其降解效率鐵氧化物光催化降解有機污染物的可行性及其

3、降解效率的影響因素。的影響因素。第一章：選題背景及意義第一章：選題背景及意義第二章：實驗實施流程第二章：實驗實施流程2.1氧化物的制備方法氧化物的制備方法 實驗采用的是水合法制取鐵氧化物。實驗采用的是水合法制取鐵氧化物。2.2實驗原料實驗原料 六水合氯化鐵（六水合氯化鐵（FeCl3.6H2O）270.2962、尿素（、尿素（CO(NH2)2）60.06、無、無 水乙醇。水乙醇。 2.3實驗方法實驗方法u （1）稱?。┓Q取5.0000g六水氯化鐵晶體，溶解在六水氯化鐵晶體，溶解在20ml水中，加入水中，加入5ml濃濃度為百分之二十的尿素溶液，然后將混合溶液加入到水熱反應(yīng)釜中，放入度為百分之二十的

4、尿素溶液，然后將混合溶液加入到水熱反應(yīng)釜中，放入140恒溫加熱室中加熱恒溫加熱室中加熱6小時小時u （2）待反應(yīng)結(jié)束后，取出水熱反應(yīng)釜，然后將溶液離心分離，去除上層）待反應(yīng)結(jié)束后，取出水熱反應(yīng)釜，然后將溶液離心分離，去除上層清液，清液， 取出沉淀，用無水洗滌并干燥，得到固體粉末狀的鐵氧化物樣品取出沉淀，用無水洗滌并干燥，得到固體粉末狀的鐵氧化物樣品，并用樣品袋裝好并密封貼上標簽。，并用樣品袋裝好并密封貼上標簽。u （3）用同樣的方法做）用同樣的方法做20個樣品個樣品 改變變量，將尿素溶液換成濃度為百分改變變量，將尿素溶液換成濃度為百分之十的尿素溶液之十的尿素溶液5ml，實驗過程與上訴過程保持一

5、樣，用同樣的水熱法做，實驗過程與上訴過程保持一樣，用同樣的水熱法做20個樣品并用樣品袋裝好并密封貼上標簽。個樣品并用樣品袋裝好并密封貼上標簽。u (4) 然后進行變量改變后的實驗。改變恒溫加熱器的溫度為然后進行變量改變后的實驗。改變恒溫加熱器的溫度為170，并分，并分別制作濃度為百分之二十樣品和濃度為百分之十的樣品各別制作濃度為百分之二十樣品和濃度為百分之十的樣品各10組并重復(fù)上組并重復(fù)上訴實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)。訴實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)。第二章：實驗實施流程第二章：實驗實施流程 2.3有機污染物的選擇有機污染物的選擇 和制備和制備 現(xiàn)實生活中有機污染種類繁多，不便于選擇，實驗室中選擇的原則是廉價

6、、易得現(xiàn)實生活中有機污染種類繁多，不便于選擇，實驗室中選擇的原則是廉價、易得、安全且具有代表性，所以本實驗以甲基橙溶液來代替現(xiàn)實生活環(huán)境中被污染的水、安全且具有代表性，所以本實驗以甲基橙溶液來代替現(xiàn)實生活環(huán)境中被污染的水源及在實驗室環(huán)境下假設(shè)水體的有機污染物為甲基橙。源及在實驗室環(huán)境下假設(shè)水體的有機污染物為甲基橙。 在進行鐵氧化物光催化講解有機污染物實驗之前，首先要配置一定濃度的甲基在進行鐵氧化物光催化講解有機污染物實驗之前，首先要配置一定濃度的甲基橙溶液作為樣品和空白對照。用天平稱取橙溶液作為樣品和空白對照。用天平稱取5mg甲基橙配置濃度為甲基橙配置濃度為5mg/L的甲基橙的甲基橙溶液作為污

7、染物樣品和空白對照。溶液作為污染物樣品和空白對照。2.4實驗具體的實施步驟實驗具體的實施步驟 由于絮凝劑尿素的量有由于絮凝劑尿素的量有20%和和10%兩種濃度的，所以鐵氧化物可以分為兩個兩種濃度的，所以鐵氧化物可以分為兩個種類的樣品，分別為鐵氧化物（種類的樣品，分別為鐵氧化物（20%尿素）樣品一類和鐵氧化物（尿素）樣品一類和鐵氧化物（10%尿素）尿素）樣品二類的，所以本實驗實際上共有樣品二類的，所以本實驗實際上共有40組數(shù)據(jù)需要記錄，每組數(shù)據(jù)加上樣實驗組組數(shù)據(jù)需要記錄，每組數(shù)據(jù)加上樣實驗組和空白對照組共有兩組，總共應(yīng)該記錄的數(shù)據(jù)為和空白對照組共有兩組，總共應(yīng)該記錄的數(shù)據(jù)為80組數(shù)據(jù)。再按照上訴

8、過程進行組數(shù)據(jù)。再按照上訴過程進行另外的改變量的補充實驗。另外的改變量的補充實驗。 第二章：實驗實施流程第二章：實驗實施流程2.5實驗方法實驗方法（1）取兩個）取兩個50毫升的燒杯，分別加入事先配好的濃度為毫升的燒杯，分別加入事先配好的濃度為50mg/L的甲基橙溶液的甲基橙溶液20ml，然后其中一個加入然后其中一個加入0.5g鐵氧化物（鐵氧化物（20%的尿素），攪拌均勻，另外一個不放任何東的尿素），攪拌均勻，另外一個不放任何東西作為空白對照，黑暗環(huán)境靜置一段時間（約西作為空白對照，黑暗環(huán)境靜置一段時間（約20min），在波長為），在波長為470nm條件下，條件下，去去3ml溶液離心分離去上層清

9、液分別記錄初始吸光度然后放在同一臺紫外光譜儀下（溶液離心分離去上層清液分別記錄初始吸光度然后放在同一臺紫外光譜儀下（365.0nm）進行照射光解，照射時間約為）進行照射光解，照射時間約為1h，期間每十分鐘取溶液，期間每十分鐘取溶液3ml進行離心分進行離心分離取上層清液進行吸光度測定，來判斷鐵氧化物的光催化講解效果。用同樣的方法進離取上層清液進行吸光度測定，來判斷鐵氧化物的光催化講解效果。用同樣的方法進行接下來所以樣品行接下來所以樣品1類的類的20個樣品的測定。并記錄下實驗數(shù)據(jù)。個樣品的測定。并記錄下實驗數(shù)據(jù)。u（2）同樣的方法，取出兩個燒杯，分別加入事先配好的濃度為）同樣的方法，取出兩個燒杯，

10、分別加入事先配好的濃度為50mg/L的甲基橙溶的甲基橙溶液液20ml，然后其中一個加入，然后其中一個加入0.5g鐵氧化物樣品鐵氧化物樣品2類（類（10%的尿素），均勻攪拌，的尿素），均勻攪拌，另外一個不放任何東西作為空白對照，黑暗的環(huán)境中靜置一段時間另外一個不放任何東西作為空白對照，黑暗的環(huán)境中靜置一段時間(約約20min)，在波，在波長為長為470nm條件下，去溶液條件下，去溶液3ml離心分離取上層清液測試吸光度然后分別記錄下溶離心分離取上層清液測試吸光度然后分別記錄下溶液的初始吸光度，然后放在同一臺紫外光譜儀器下（液的初始吸光度，然后放在同一臺紫外光譜儀器下（365.0nm）進行照射逛街，

11、照）進行照射逛街，照射時間約為射時間約為1h，然后分別取溶液，然后分別取溶液3ml離心分離取上層清液測試溶液吸光度的變化期間離心分離取上層清液測試溶液吸光度的變化期間每十分鐘分別記錄下兩燒杯內(nèi)溶液的吸光度，來判斷鐵氧化物的光催化降解效果。并每十分鐘分別記錄下兩燒杯內(nèi)溶液的吸光度，來判斷鐵氧化物的光催化降解效果。并用同樣的方用同樣的方 法測定樣品法測定樣品2類中其余樣品，并記錄下實驗數(shù)據(jù)。類中其余樣品，并記錄下實驗數(shù)據(jù)。u（3）然后進行變量改變后的實驗。改變恒溫加熱器的溫度為）然后進行變量改變后的實驗。改變恒溫加熱器的溫度為170，并分別制作濃，并分別制作濃度為百分之二十樣品三類和濃度為百分之十

12、的樣品四類各度為百分之二十樣品三類和濃度為百分之十的樣品四類各10組并重復(fù)上訴實驗，并記組并重復(fù)上訴實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)。錄實驗數(shù)據(jù)。第三章第三章 實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)3.實驗數(shù)據(jù)處理實驗數(shù)據(jù)處理 一類樣品實驗數(shù)據(jù)一類樣品實驗數(shù)據(jù)二類樣品實驗數(shù)據(jù)二類樣品實驗數(shù)據(jù)三類樣品實驗數(shù)據(jù)三類樣品實驗數(shù)據(jù)四類樣品實驗數(shù)據(jù)四類樣品實驗數(shù)據(jù) 樣品的定性和表征樣品的定性和表征 一類樣品一類樣品17號樣品號樣品XRD圖譜圖譜樣品的定性和表征樣品的定性和表征 二類樣品二類樣品19號樣品號樣品 樣品的定性和表征樣品的定性和表征 三類樣品的三類樣品的5號樣品號樣品XRD圖譜圖譜 樣品的定性和表征樣品的定性和表征 四類樣品的

13、四類樣品的10號樣品號樣品XRD圖譜圖譜 第四章第四章 結(jié)論與討論結(jié)論與討論 從實驗的數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出，實驗的產(chǎn)物主要有兩類鐵氧化物從實驗的數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出，實驗的產(chǎn)物主要有兩類鐵氧化物Fe2O3樣樣品一類品一類17號樣品和二類號樣品和二類19號，號，-Fe2O3-樣品三類樣品三類5號樣品和樣品四類號樣品和樣品四類10號號樣品，且樣品，且Fe2O3在同樣的條件下對于甲基橙溶液的光催化降解效果要比在同樣的條件下對于甲基橙溶液的光催化降解效果要比-Fe2O3要好，從樣品的要好，從樣品的XRD的表征圖可以看出，衍射峰峰寬較窄，峰型較為尖的表征圖可以看出，衍射峰峰寬較窄，峰型較為尖銳，表明結(jié)晶度較好，

14、結(jié)晶較為完善。銳，表明結(jié)晶度較好，結(jié)晶較為完善。 實驗也還有不完善的地方，比如說與前人的實驗過程相比，實驗的方向和設(shè)計實驗也還有不完善的地方，比如說與前人的實驗過程相比，實驗的方向和設(shè)計實驗的思路都還不夠全面，實驗的思路都還不夠全面，XRD圖譜要進行去圖譜要進行去 背背 底的處理等等。若想要全面研底的處理等等。若想要全面研究鐵氧化物光催化降解的性能，則必須要做更多的對比和變量實驗。如本實驗采究鐵氧化物光催化降解的性能，則必須要做更多的對比和變量實驗。如本實驗采取的是水合法制備鐵氧化物，以聚沉劑尿素（取的是水合法制備鐵氧化物，以聚沉劑尿素（CO(NH2)2）的濃度和反應(yīng)溫度為）的濃度和反應(yīng)溫度為

15、變量，從而設(shè)定制備的四種類型的鐵氧化物的設(shè)計思路其實是不全面的。后期若變量，從而設(shè)定制備的四種類型的鐵氧化物的設(shè)計思路其實是不全面的。后期若是進一步實驗還應(yīng)該添加更多的鐵氧化物的制備的方法，如沉淀法和直接氧化法是進一步實驗還應(yīng)該添加更多的鐵氧化物的制備的方法，如沉淀法和直接氧化法等等。且在驗證鐵氧化物光催化降解有機污染物（實驗室替代物：標樣甲基橙溶等等。且在驗證鐵氧化物光催化降解有機污染物（實驗室替代物：標樣甲基橙溶液）的過程中，變量過于單一，后期進一步實驗則應(yīng)該添加更多的變量來進一步液）的過程中，變量過于單一，后期進一步實驗則應(yīng)該添加更多的變量來進一步探究鐵氧化物的光催化降解效果，如：改變甲

16、基橙溶液的探究鐵氧化物的光催化降解效果，如：改變甲基橙溶液的PH；改變實驗所用的紫；改變實驗所用的紫外光的波長；添加相應(yīng)的物質(zhì)如外光的波長；添加相應(yīng)的物質(zhì)如H2O2、硼、硼 來改變鐵氧化物的光催化忒性，等等來改變鐵氧化物的光催化忒性，等等。同樣，在實驗完成后的樣品的表征階段，樣品進行。同樣，在實驗完成后的樣品的表征階段，樣品進行XRD的圖譜表征，雖然能一的圖譜表征，雖然能一定程度的體現(xiàn)樣品的純度和類型，但是若要進一步確定該實驗的結(jié)果，則需要進定程度的體現(xiàn)樣品的純度和類型，但是若要進一步確定該實驗的結(jié)果，則需要進一步的進行樣品的粒徑分析實驗和晶體類型對比實驗。這些是本次實驗與同類型一步的進行樣品

17、的粒徑分析實驗和晶體類型對比實驗。這些是本次實驗與同類型實驗相比的在設(shè)計上的不足之處。實驗相比的在設(shè)計上的不足之處。 在本次論文設(shè)計過程中，感謝我的學(xué)校，給了我學(xué)習(xí)的機會，在本次論文設(shè)計過程中，感謝我的學(xué)校，給了我學(xué)習(xí)的機會，在學(xué)習(xí)中，胡曉波老師從選題指導(dǎo)、論文框架到細節(jié)修改，都給在學(xué)習(xí)中，胡曉波老師從選題指導(dǎo)、論文框架到細節(jié)修改，都給予了細致的指導(dǎo)，提出了很多寶貴的意見與建議，老師以其嚴謹予了細致的指導(dǎo)，提出了很多寶貴的意見與建議，老師以其嚴謹求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識、作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。這篇論文是在胡曉開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。這篇論文是在胡曉波老師的精心指導(dǎo)和大力支持下才完成的。波老師的精心指導(dǎo)和大力支持下才