以半导体材料为光催化剂，利用太阳能消除污染，是近年来较重要的研究课题，既具有理论意义又具有实用价值。其中，TiO2以其稳定的化学性质、低廉的价格和较高的光催化活性而被广为接受。但是TiO2也具有自身的缺点，光吸收范围窄，光催化降解效率还不能达到人们期待的结果。因此研究和开发新型光催化材料成为一个新的研究的热点。 尖晶石是一类新型的光催化材料。该文采用无机盐溶胶—凝胶法制备合成了尖晶石型ZnM2O4(M=Cr，Mn，Fe)及NAl2O4(N=Mg，Zn，Cu)化合物，并以其为光催化剂对三种水溶性染料包括酸性红B、甲基橙、活性艳红K-2G等进行光催化降解实验，以染料的降解率对样品的光催化活性进行表征，对影响其光催化活性的因素进行了分析。对光催化活性较好的CuAl2O4进行了重点研究，对CuAl2O4的制备工艺参数进行了探讨，利用DTA、XRD、SEM、TEM、UV-vis、IR等测试方法着重分析了CuAl2O4催化剂的晶型转变温度、形貌、染料降解率及吸附程度等，并对光催化剂的用量、照射光源等影响因素进行了讨论。 结果表明：利用无机盐溶胶—凝胶法能够在较低温度下制备尖晶石型化合物。通过对ZnM2O4(M=Cr，Mn，Fe)及NAl2O4(N=Mg，Zn，Cu)的光催化活性分析发现，M、N位离子的电负性和d电子结构是影响尖晶石型化合物光催化活性的主要因素。这是由于当组成元素(M，N)的电负性增加、d电子数增加时，尖晶石型化合物的能带宽度减小，即半导体的吸收阀值减小，可提高对可见光的利用率，因此光催化活性增强。对CuAl2O4的光催化活性分析表明，在700℃热处理时CuAl2O4已完全生成尖晶石结构，并具有最大的光催化活性；在光源的照射下，CuAl2O4光催化剂对三种染料(酸性红B、甲基橙、活性艳红K-2G)均具有较高的光催化活性，破坏了染料的分子结构，并且在光催化剂表面无染料吸附；确定CuAl2O4光催化剂的用量为2g/L，在紫外灯下光催化活性最大，可以实现在太阳光下对染料进行光催化降解，并可多次重复使用。

    关键词：
    光催化材料 尖晶石 溶胶凝胶法
    作者：
    李景刚
    学位授予单位：
    大连工业大学;大连轻工业学院
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    材料学
    导师姓名：
    姜妍彦
    学位年度：
    2005
    语种：
    中文
    分类号：
    O643.36 TB39
    在线出版日期：
    2006年05月30日（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）