致谢 19

附录 20

1 引言

1。1 研究背景来自优Y尔L论W文Q网wWw.YouERw.com 加QQ7520~18766

近几十年来，随着能源短缺、环境污染问题的日益严重，污水治理与净化成为了科学活动的核心领域，科学家们正致力于研究半导体光催化来治理水污染和空气污染。半导体光催化技术已被广泛应用于太阳能转化和废水处理领域。太阳能由于其总量足、潜力大和可持续利用等优点成为新能源研究中的重点之一。很多催化剂（如二氧化钛）已经表现出用于光催化氢析出和染料降解的潜力[1]。 然而，二氧化钛的禁带宽度（> 3。2eV）较大，使得它只对紫外光有响应，而在可见光区没有响应。因此，非常需要开发在可见光下具有高催化活性的替代光催化剂。研究表明，二氧化钼的禁带宽度比二氧化钛小，从理论上来说，它在可见光下也具有高催化活性。因此，本实验制备了二氧化钼并对其进行了表征和性质测定。

1。2 国内外研究现状

1。2。1 二氧化钼

1。2。2 稀土掺杂方法

1。2。3 光催化机理

1。3 研究意义

半导体光催化剂可在高压紫外灯下催化降解有机染料，本实验通过了温和的水热合成法制备MoO2，并且探究了在自然光照射下催化剂催化降解亚甲基蓝的效果，具有较好的研究价值和应用前景。

2 实验部分论文网

2。1 反应机理

乙二醇（HOCH2CH2OH）的结构中有两个羟基，使其具有一定的还原性，在水溶液中，能将Mo6+还原成Mo4+，自己本身被氧化成醛或酸。

Na2MoO4 + 2HCl = MoO3 + 2NaCl + H2O               (2。1。1)

2MoO3 + HOCH2CH2OH = 2MoO2 + OHCCHO + 2H2O          (2。1。2)

2。2 实验材料与仪器设备

2。2。1 实验材料

钼酸钠（Na2MoO4·2H2O，分析纯）、盐酸（HCl，分析纯）、乙二醇（分析纯）、氯化铕（EuCl3·6H2O，分析纯）、氯化镱（YbCl3·6H2O，分析纯）、氯化铒（ErCl3·6H2O，分析纯）、亚甲基蓝（C16H18ClN3S·3 H2O，分析纯），蒸馏水（H2O），广泛pH试纸。

2。2。2 仪器设备

电子天平（ISO 9001）、电热恒温鼓风干燥箱（DGG-9140型）、磁力搅拌机（SCRC恒温磁力搅拌器85-2型）、离心机（雷勃尔LG10-2。4A）、KQ-100TDB型高频数控超声波清洗器、X-射线衍射仪（Bruker D8 Advance）、日立透射电子显微镜（HITACHI Transmission Electron Microscope）HT7700、400W高压汞灯（ZJD型）、分光光度计（722光栅分光光度计）。

2。3 实验方法

本实验采用了水热合成法来合成MoO2，水热合成法是将反应物溶解在水里，形成均一稳定的液相，在高温高压的条件下进行反应。水热合成法的反应温度、压强比较容易达到，实验设备简单、能耗低，反应比较温和。 文献综述

首先，准确称取6。0488g Na2MoO4·2H2O配成250mL 0。1mol/L Na2MoO4溶液，准确称取0。36641g EuCl3·6H2O配成100mL0。01mol/L的EuCl3溶液，准确称取3。8156g ErCl3·6H2O配成100mL 0。1mol/L的ErCl3溶液，准确称取3。8735g YbCl3·6H2O配成100mL 0。1mol/L的YbCl3溶液。然后在100ml烧杯中加入乙二醇20ml，量取40ml的Na2MoO4溶液逐滴加入到准备好的烧杯中，再用移液管量取一定量的EuCl3、ErCl3、YbCl3溶液，最后向混合溶液中滴入浓盐酸，用广泛pH试纸调节pH至pH=1，混合均匀后在常温的条件下持续搅拌20分钟。将溶液倒入100ml干净的内衬里，然后将内衬盖子封好放入反应釜中。最后将反应釜放置在烘箱中，在180℃的温度下反应12h。反应结束，等到反应釜随炉冷却到室温后，取出反应釜并将其打开，发现样品沉淀在内衬底部。取出内衬，将混合溶液进行离心分离，倒掉上层清液，将离心管内的沉淀转移到烧杯中。沉淀用酒精、蒸馏水在超声波清洗里多次洗涤，至上层清液无色澄清，在60℃条件下烘干6小时。