摘要: 在本文中，我们主要研究了LuFeO3颗粒的制备及其光催化和超声催化活性。主要研究内容和结论如下： 一、采用水热法制备形貌可控的 LuFeO3颗粒。系统地研究了各种水热条件对颗粒形貌和尺寸的影响。XRD分析表明，在反应温度为160–260 oC，反应时间为... 展开 在本文中，我们主要研究了LuFeO3颗粒的制备及其光催化和超声催化活性。主要研究内容和结论如下： 一、采用水热法制备形貌可控的 LuFeO3颗粒。系统地研究了各种水热条件对颗粒形貌和尺寸的影响。XRD分析表明，在反应温度为160–260 oC，反应时间为24–60 h，NaOH浓度为0.625–6.25 M，以及Lu3+/Fe3+离子浓度为0.025–0.075 M时所得样品均为单相的 LuFeO3样品。SEM观察发现，在较低的反应温度(160–220oC)、NaOH浓度(0.625–3.75 M)下，得到的LuFeO3颗粒呈棒状，且棒的纵宽比随温度和NaOH浓度的升高而减小；在相对较高的温度(240–260 oC)和NaOH浓度(5–6.25 M)下，得到的LuFeO3颗粒呈球、多面体或立方体状。在反应温度为220oC以及NaOH浓度为2.5–3.75 M时所得样品颗粒尺寸最大。与反应温度和NaOH浓度相比，反应时间、Lu3+/Fe3+离子浓度对 LuFeO3颗粒形貌和尺寸的影响较小。制得的LuFeO3颗粒有相近的带隙(2.14 eV)，在室温下均表现出弱铁磁性。 二、采用聚丙烯酰胺凝胶法制备 LuFeO3纳米颗粒。通过改变实验条件，得到球状、椭球状和蠕虫状的平均粒径为200–270 nm的LuFeO3样品。以罗丹明B(RhB)为目标降解物，考察所得样品在模拟太阳光辐照下的光催化活性。结果表明，所得样品在模拟太阳光下对 RhB表现出良好的光催化活性。分别利用苯醌(BQ)、酒精和草酸(OA)作为超氧自由基(?O2?)、羟基自由基(?OH)和空穴捕获剂，考察这些活性物种在 LuFeO3颗粒光催化反应中的作用。结果表明，BQ对 RhB的光催化降解率几乎没有影响，酒精则很大抑制了RhB的降解，而OA则能大幅度地提高光催化效率。以对苯二甲酸为探测剂,采用荧光技术检测了?OH在光催化过程中的产生情况。根据实验结果，?OH被认为是 LuFeO3光催化降解 RhB的主要活性物种，而?O2?在光催化中的作用可以忽略。 三、以RhB为目标降解物，考察了聚丙烯酰胺凝胶法所得的 LuFeO3样品在超声辐照下的超声催化性能。系统地研究了超声频率(f)、溶液温度(T)、催化剂浓度(Ccatalyst)、初始染料浓度(CRhB)、反应液pH和无机离子对RhB的超声催化降解率的影响。结果表明，LuFeO3表现出良好的超声催化活性，最佳的超声催化降解条件是f=60kHz,T=40oC,Ccatalyst=4 g?L?1，andCRhB=5 mg?L?1。与其他实验条件相比，pH和无机离子对超声催化降解 RhB的影响相对较小。以对苯二甲酸为探测剂,采用荧光技术考察了?OH在超声催化过程中的产生情况。结果表明，LuFeO3在超声辐照下产生大量的?OH，添加酒精导致?OH消失，同时减小RhB的超声催化降解率。?OH被认为是超声催化降解RhB主要活性物种。此外，考察了水热法所得样品超声催化降解酸性橙(AO7)，RhB,甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的性能。 收起