一、水热法合成在可见光照射下具有高催化活性的纳米TiO_2催化剂(英文)(论文文献综述)
韩秀萍[1](2021)在《锑基或钛基光催化剂制备及其对水环境中抗生素的降解研究》文中研究指明目前,环境污染问题越来越受到人们的重视,特别是水体污染与人类生存息息相关。随着世界人口的增加和规模化养殖业的快速增多,全球抗生素消费量持续增长,导致大量的抗生素被排放到环境中,通过多种方式进入水体,造成严重的污染。光催化氧化技术能够将水体中的抗生素直接分解为二氧化碳、水或小分子物质,可避免抗生素在水体中存留过久而产生毒害。锑基材料和钛基材料均为宽禁带半导体材料,在紫外光照射下具有优良的光催化活性,但也存在带隙宽及光生电子-空穴对易复合等缺点,使其光催化降解效率不理想。本论文围绕水环境中抗生素残留的环境问题,较为系统地研究了光催化技术在这一领域的应用可行性,选择锑基和钛基光催化材料,通过形貌调控、稀土元素掺杂和半导体复合等方法对其进行改性,以罗丹明B(RhB)和几种抗生素为模型污染物,对所制样品的光催化性能进行评价,取得如下创新成果:1.以SbCl3为原料分别采用水热法和醇解法制备了斜方晶相和立方晶相Sb2O3光催化剂,探讨了不同晶相结构对光催化性能的影响。结果表明,紫外光照射150 min时,斜方晶相Sb2O3(Ⅱ)和立方晶相Sb2O3(Ⅰ)对RhB的降解率分别为57.01%和96.80%。立方晶相Sb2O3(Ⅰ)的光催化降解性能更优,将其用于盐酸左氧氟沙星(LVF)和磺胺吡啶(SPY)的光催化降解,紫外光照射150 min时,降解率分别为80.30%和66.16%。2.以Sb2O5和KSb(OH)6为锑源,以壳聚糖为形貌调控模板,分别制备了BaSb2O6(Ⅰ)、BaSb2O6(Ⅱ)、BaSb2O6(Ⅲ)、Pr-BaSb2O6和TrO2/BaSb2O6五种光催化剂。表征结果发现,这五种催化剂均为六方晶相结构,且具有不同的形貌,BaSb2O6(Ⅰ)为不规则颗粒状,大小40-50 nm;BaSb2O6(Ⅱ)为层状球形,直径约8μm:BaSb2O6(Ⅲ)为球状“花朵”型,直径约10μm;Pr-BaSb2O6为粒径60-80 nm分散的颗粒状:TiO2/BaSb2O6具有片层相互“交叉”形貌,粒径约800 nm。以壳聚糖为模板进行形貌调控时,BaSb2O6的比表面积由0.61 m2/g增大至101.75 m2/g,在相同条件下,对RhB的降解率由73.09%提高至83.07%。与BaSb2O6(Ⅱ)相比Pr-BaSb2O6的禁带宽度由4.70 eV减小为3.52 eV,对RhB的降解率由73.09%提高至94.02%。Pr-BaSb2O6对LVF、盐酸四环素(TCH)及磺胺嘧啶(SD)三种抗生素的降解率分别为从94%、90.84%和77.31%。与BaSb2O6(Ⅱ)相比,在相同条件下,TiO2/BaSb2O6光催化剂对RhB的降解率提高至94.46%。TiO2/BaSb2O6对LVF、TCH及SD三种抗生素表现出优异的光催化降解性能,降解率分别达100%、100%及98.21%。通过对降解液质谱检测分析,提出了LVF、TCH和SD三种抗生素的可能降解路径,并对TiO2/BaSb2O6光催化增强机理进行了探讨。3.以 KSb(OH)6为锑源,分别制备了 SrSb2O5(H2O)4(Ⅱ)和 Pr-SrSb2O5(H2O)4 两种光催化剂。结果表明,所制备的样品均具有立方晶相结构。以紫外光和可见光照射100 min时,SrSb2O5(H2O)4(Ⅱ)对 RhB 的降解率分别为 95.01%和 54.36%。与 SrSb2O5(H2O)4(Ⅱ)相比,Pr-SrSb2O5(H20)4的光催化性能有所提高,在相同条件下,对RhB的降解率分别为64.24%和98.91%。通过对降解液的质谱分析,提出了在紫外光照下Pr-SrSb2O5(H2O)4对的RhB降解途径。Pr-SrSb2O5(H2O)4对LVF、TCH、SD三种抗生素均表现出优异的光催化降解性能,紫外光照射100 min时,降解率分别为92.21%、93.32%和74.52%。4.以 KSb(OH)6 为锑源,分别制备了立方晶相的 CaSb2O5(OH)2(Ⅱ)和 Pr-CaSb2O5(OH)2光催化剂。结果表明,CaSb2O5(OH)2(Ⅱ)具有较大的比表面积(101.60 m2/g),分别以紫外光和可见光照射100 min时,对RhB的降解率为96.64%和74.59%。与CaSb2O5(H2O)4(Ⅱ)相比,Pr-CaSb2O5(H2O)4的光催化降解性能有所提高,在相同条件下,对RhB的降解率分别为84.24%和98.29%。Pr-CaSb2O5(OH)2对LVF、TCH和SD三种抗生素也具有优异的光催化降解性能,紫外光照射100 min时,降解率分别为93.48%、98.65%和72.38%。通过对TCH降解液的质谱分析,提出了 Pr-CaSb2O5(OH)2对TCH的可能降解路径。5.以钛酸正丁酯和钨酸铵为前驱体,采用静电纺丝法分别制备了 TiO2纳米纤维和5%WO3/TiO2复合纤维,并将这两种光催化剂用于光催化降解RhB和制氢。实验结果表明,可见光照射180 min时,TiO2纳米纤维对RhB的降解率为71.70%;紫外光照射5 h时,产氢量为321.3 μmol。与TiO2纳米纤维相比,5%WO3/TiO2复合纤维的光催化性能有显着增强,在相同条件下,5%WO3/TiO2复合纤维对RhB的降解率为95.40%,产氢量为464.5μmol,对 LVF、TCH 和 SD 的降解率分别为 86.94%、79.84%和 66.31%。根据 UV-vis DRS数据结合光催化实验结果,提出了 5%WO3/TiO2复合纤维的光催化活性增强机理。
李满园[2](2021)在《α-Fe2O3@TiO2核壳的制备及其光催化性能研究》文中研究说明随着经济飞速发展,环境污染已成为当下各国面临的重大问题。其中,水体有机污染尤为严重。光催化降解有机污染物被认为是一种最有希望的绿色环保技术,可用来解决传统的污染处理方式存在高能耗、低效率、受环境和条件限制较大等技术问题。TiO2具有合适的能带电位、较高的化学稳定性、较高的光电转换效率以及安全无毒等优点,被认为是一种理想的光催化剂,受到了各国研究者的广泛研究和开发利用。本文以钛酸四丁酯为原料,以α-Fe2O3为模板,采用两个路线制备α-Fe2O3@TiO2核壳。一是通过改进的St(?)ber法成功制备出椭球型α-Fe2O3@TiO2核壳,二是采用溶剂热法合成了三维片层花状α-Fe2O3@TiO2粒子。分别对上述制备的材料进行表征,证明α-Fe2O3@TiO2复合光催化剂被成功合成。XRD分析证明上述制备的材料均含有α-Fe2O3和锐钛矿TiO2。形貌分析显示St(?)ber法合成的α-Fe2O3@TiO2是由TiO2包覆在α-Fe2O3纺锤体核心上构成椭球型α-Fe2O3@TiO2核壳,溶剂热法合成的α-Fe2O3@TiO2是独特的三维片层花状粒子。UV-Vis测试表明椭球型α-Fe2O3@TiO2和三维片层花状α-Fe2O3@TiO2粒子在紫外区和可见光区均有良好的吸收。采用类太阳光对罗丹明B的光催化降解评定了所制备样品的光催化性能。发现与原始物质相比,椭球型α-Fe2O3@TiO2和三维片层花状α-Fe2O3@TiO2粒子均实现了光催化性能的大幅提升。其中,壳厚38nm的椭球型α-Fe2O3@TiO2经6h光照对罗丹明B的降解率达到63.51%。三维片层花状α-Fe2O3@TiO2粒子具有比椭球型α-Fe2O3@TiO2更高的光催化活性。在相同条件下,仅光照4h,添加CTAB制备的三维片层花状α-Fe2O3@TiO2粒子对罗丹明B的降解率即可达到99.61%。进一步分析表明,光催化活性的显着提高主要是由于α-Fe2O3@TiO2异质结的形成和独特的核壳结构,且椭球型α-Fe2O3@TiO2和三维片层花状α-Fe2O3@TiO2粒子具有较大的比表面积,可为有机污染物提供更大的吸附面积,为光催化反应提供更多的反应活性位点。本文制备的两种不同形貌的α-Fe2O3@TiO2核壳结构,为TiO2在光催化领域的应用提供了新的可行方案。
李爱红[3](2021)在《苯基膦酸类金属配合物及复合材料的合成与催化性能研究》文中提出苯基膦酸类金属配合物由有机配体和中心离子通过配位键组成,具有新颖的拓扑结构并表现出独特的物理化学性质,因其含有强的配位键,而表现出较好的化学稳定性和热稳定性,故在多相吸附、分离、燃料电池、传感器及催化等领域有着十分广泛的应用。其中在光催化方面,苯基膦酸类配体除具有良好的化学及热稳定性外,还可作为光敏剂,在入射光的作用下产生光生电子-空穴,而相应的配合物金属离子可被光生电子还原,该结构特点使苯基膦酸类金属配合物有望成为一种极具潜力的光催化材料。本文首先设计并合成了新型苯基膦酸金属配合物(MPPA),其中M为La、Ce、Nd;以及二苯基膦酸金属配合物(MDPPA),其中M为Co、Ni、Cu、Zn、La、Ce、Nd,利用XRD、XPS、EA、ICP-MS、IR、UV-Vis DRS、SEM、TG等测试手段确定了配合物的组成及结构并测试了其物理化学性质,然后较系统的评价了苯基膦酸类金属配合物的光催化性能。在此基础上,进一步设计合成了以上系列中二苯基膦酸金属配合物/TiO2的复合材料(MDPPA/TiO2),并对其进行了系统的表征和光催化性能研究。复合物中金属配合物的存在,有效提升了其催化活性,也扩展了金属配合物的应用范围。本文为苯基膦酸类金属配合物及其复合材料的应用提供了基本的实验参数和理论依据,主要研究结果如下:(1)苯基膦酸金属配合物的合成、表征与光催化性质研究以苯基膦酸为配体分别与稀土金属元素(La、Ce、Nd)进行溶剂热反应制备了三个新型苯基膦酸金属配合物。在详细表征的基础上,确定了配合物的组成及结构并测试了其理化性质。SEM分析结果显示,苯基膦酸金属配合物的形貌为片层状。红外吸收光谱表明,配合物在1123~1154 cm-1处存在M-O-P(M=Metal)的特征吸收峰。以苯基膦酸金属配合物为光催化剂,通过光催化裂解水制备氢气,对其光催化性能进行了评价。结果表明,在紫外可见光照射3 h,MPPA(M=La、Ce、Nd)的产氢量分别为168.6μmol/g、159.2μmol/g和179.5μmol/g,其中苯基膦酸钕配合物在光催化裂解水制氢中具有最佳的光催化产氢活性。通过分析配合物的结构与光催化性能的关系,提出了苯基膦酸金属配合物的光催化机理。(2)二苯基膦酸金属配合物的合成、表征与光催化性质研究以二苯基膦酸为配体分别与第四周期后过渡金属(Co、Ni、Cu、Zn)及稀土金属元素(La、Ce、Nd)进行溶剂热反应制备了七个新型二苯基膦酸金属配合物。在对其进行详细表征的基础上,确定了配合物的组成、结构及其理化性质。与苯基膦酸金属配合物不同,二苯基膦酸金属配合物形貌为纤维状或棒状。不同形貌配合物的形成遵循反应诱导降解-原位组装机理。红外吸收光谱表明,配合物在1048~1062 cm-1处存在M-O-P的特征吸收峰。以二苯基膦酸金属配合物为光催化剂,通过催化裂解水或氧化乙醇制备氢气对七个新型二苯基膦酸金属配合物进行了光催化性能评价。结果表明,在光催化裂解水制备氢气中,在紫外可见光照射3 h,MDPPA(M=La、Ce、Nd)的产氢量分别为130.1μmol/g、105.2μmol/g和117.4μmol/g,其中二苯基膦酸镧配合物在光催化裂解水制氢中具有最佳的光催化产氢活性。因配合物MDPPA(M=Co、Ni、Cu、Zn)在水中的溶解度较大,不适合通过裂解水制氢评价其光催化性能,因此利用光催化氧化乙醇制氢对配合物的催化性能进行了评价,在紫外可见光照射3 h,MDPPA(M=Co、Ni、Cu、Zn)的产氢量分别为165.3μmol/g、24.8μmol/g、45.9μmol/g和0μmol/g,其中二苯基膦酸钴配合物在光催化氧化乙醇制备氢气中具有最佳的光催化产氢活性。在分析二苯基膦酸金属配合物的光催化构效关系的基础上,探讨了配合物的光催化机理。(3)二苯基膦酸金属配合物/TiO2复合材料的合成、表征与光催化性质研究以二苯基膦酸为配体分别与第四周期后过渡金属(Co、Ni、Cu)及稀土金属元素(La、Ce、Nd)与TiO2进行溶剂热反应制备了六个新型二苯基膦酸金属配合物/TiO2复合材料。利用多种测试手段对复合物进行了表征与分析,XRD和SEM分析结果表明,在复合材料的形成过程中,MDPPA本身的晶体结构和形貌都没有发生变化;以复合材料为光催化剂,通过催化裂解水或氧化乙醇制备氢气对其进行了催化性能评价,光催化性能研究表明复合材料的催化活性优于相应的配合物或TiO2。以复合材料MTi10为代表,在光催化裂解水制氢中,在紫外可见光照射3 h,MTi10(M=La、Ce、Nd)的产氢量分别为137.9μmol/g、162.1μmol/g和138.2μmol/g,其中二苯基膦酸铈配合物/TiO2复合材料具有最佳的光催化产氢活性。在光催化氧化乙醇制氢中,在紫外可见光照射3 h,MTi10(M=Co、Ni、Cu)的产氢量分别为1155.9μmol/g、8256.2μmol/g和6485.6μmol/g,其中二苯基膦酸镍配合物/TiO2复合材料具有最佳的光催化产氢活性。根据复合物的结构特点以及光催化性能评价结果,提出了复合物的光催化机理。综上所述,设计和合成的十六个苯基膦酸类金属配合物及二苯基膦酸金属配合物/TiO2复合材料,除中心离子3d轨道为满壳层的二苯基膦酸锌外,都表现出较好的光催化活性,其中复合物的光催化性能明显优于其对应的配合物。因此,苯基膦酸类金属配合物不仅本身具有光催化活性,而且在复合物中也能起到改善复合材料光催化性能的作用。
张奇[4](2021)在《基于Fe3O4的钛、钌基复合纳米材料的合成及光催化性能研究》文中研究表明随着社会的进步,工农业的快速发展,大量的污染物被排放到自然界中,严重威胁着人类的生存环境和身体健康。其中,水污染已成为人们重点关注的问题,全世界有超过10万种商业染料,年产量达70多万吨,其中大约有10%的染料在生产使用过程中被排放到环境中,而这些有机染料通常具有毒性、致癌性和致畸性等。光催化降解处理废水中的有机污染物具有降解效率高、操作简单、成本低、氧化能力强、稳定性好、节能、环保等优势,无疑是一种环境友好型的技术。现阶段纳米光催化剂的研究主要致力于解决以下问题,以提高其光催化活性和实际应用性:一是降低催化剂的带隙能,拓宽催化剂的光吸收范围;二是加快光生载流子的转移,抑制电子空穴的复合率;三是提高催化剂对废水中有机污染物的吸附,提高光催化降解效率;四是使催化剂能简单、快速分离回收,实现可重复循环使用,降低光催化剂使用成本。本论文以半导体Fe3O4纳米微球为磁性载体,通过提出一种简单、新颖的液相沉积负载锐钛型TiO2的合成方法,构建磁性核壳结构的复合纳米光催化剂,降低了光催化剂的带隙能。在紫外光照射下,能高效的催化降解模拟目标污染物亚甲基蓝(MB),并在外磁场下实现简单、快速分离和可回收再利用;通过掺杂与Ti4+离子半径相近的Ru4+离子,拓宽催化剂的光吸收范围,提高催化剂对MB的光催化降解活性;利用rGO优良的光、电性能和大的比表面积,通过将其负载在催化剂表面上,增强其吸附目标有机污染物的能力,抑制电子空穴的复合,有效降低催化剂的带隙能,实现在可见光区催化降解MB;进一步考察贵金属Ru光催化性能,通过水合肼还原RuCl3·3H2O,在磁性Fe3O4@C表面负载小粒径Ru纳米颗粒(~5 nm),电子空穴的分离效率得到显着提高,因此催化剂的光催化活性显着增强,而且增大比表面积的同时也增加了催化剂表面的活性位点数,从而增强了其吸附MB的能力,在太阳光照射下能高效催化降解MB,实现节能、环保和低成本的目的。本论文的研究内容主要有以下五个部分组成:1.Fe3O4磁性纳米微球的合成及其光-芬顿反应催化性能研究以水(溶剂)热法制备了球形的磁性Fe3O4颗粒,通过不同的降解实验,研究了其对MB的降解性能与降解反应动力学。结果表明,利用光-芬顿反应体系对MB具有更好的催化降解性能,拟合计算其一级动力学反应速率常数kPhoto-Fenton为6.96×10-3 min-1,是芬顿降解反应的7.2倍,表明合成的磁性Fe304纳米微球催化剂良好的光-芬顿降解催化活性。并对光-芬顿反应催化降解的可能机理进行了详细的探讨研究。通过5次循环回收实验,说明催化剂能在外加磁场下实现方便、快捷的分离回收,并且具有较稳定的催化活性。2.核壳结构Fe3O4@TiO2磁性复合材料的合成及其光催化性能研究提出了一种以丙酮为溶剂室温下合成磁性核壳结构Fe3O4@TiO2催化剂(FT)的简单方法。利用 TEM、HRTEM、VSM、SEM、XRD、BET、XPS 以及 UV-VisDRS 分别对材料的性能等进行表征和测试。对比研究了紫外光照射下不同TiO2负载量的FT复合材料以及Fe3O4和TiO2光催化降解MB的降解性能与降解反应动力学。研究结果表明,FT复合材料对MB的光催化降解性能良好,其中Fe3O4@TiO2(0.8 mL)(FT4)对MB的一级反应动力学常数k为4.15×10-2 min-1,催化降解率达到97.56%,其高于商业P25型TiO2的催化降解率。利用对比实验以及自由基捕获实验,探讨了复合材料FT光催化降解MB的可能机理。通过5次回收循环实验,光催化剂在外磁场作用下能实现方便、快捷的磁分离回收以及良好的稳定性。3.Fe3O4@Ru-TiO2磁性复合材料的合成及其光催化性能研究通过掺杂与T4+离子半径相近的Ru4+离子,合成了窄带隙能的磁性Fe3O4@Ru-TiO2(FRT)纳米光催化剂材料。利用 TEM、HRTEM、VSM、SEM、XRD、BET、XPS、UV-Vis DRS以及PL分别对FRT的相关性能等进行测试和分析表征。在模拟太阳光照射下,分别应用不同掺杂量的FRT复合材料对MB进行光催化降解性能和反应动力学特性对比研究。结果表明,通过Ru4+离子掺杂TiO2的光催化剂的带隙能变窄,光吸收范围拓宽。与未掺杂Ru4+的FT催化剂相比,FRT4对MB的光催化降解率提高了 3.82倍,其一级反应动力学常数k为9.84×10-3min-1。并对其光催化降解MB的可能机理进行了探讨。FRT的光催化活性和回收率在经过5次循环回收实验后没有明显下降,证明了其稳定的催化活性和较高回收率。4.rGO/Fe3O4@Ru-TiO2磁性复合材料的合成及其光催化性能研究通过rGO负载Fe3O4@Ru-TiO2合成吸附性强的rGO/Fe3O4@Ru-TiO2(GFRT)光催化剂。利用 TEM、HRTEM、VSM、SEM、XRD、BET、XPS、UV-Vis DRS以及PL分别对GFRT的相关性能等进行测试和分析表征。在可见光(λ>420 nm)照射下,对比研究了使用不同rGO负载量的GFRT对MB的光催化降解性能及其动力学。结果表明,GFRT的催化降解活性比未负载rGO的明显提高,rGO(15%)/Fe3O4@Ru-TiO2(GFRT4)光催化MB的降解率达到97.4%,一级反应动力学常数k为4.93×10-2 min-1,并对其光催化降解MB的可能机理进行了探讨。GFRT的光催化活性和回收率在经过5次循环回收实验后没有明显下降,证明了其稳定的催化活性和较高回收率。5.Fe3O4@C@Ru磁性复合材料的合成及其光催化性能研究通过水合肼还原RuCl3·3H2O,在磁性Fe3O4@C材料表面原位还原负载粒径较小的Ru纳米颗粒(~5 nm),制备了 Fe3O4@C@Ru(FCR)光催化剂。利用TEM、HRTEM、VSM、SEM、XRD、BET、XPS、UV-Vis DRS以及PL分别对其相关性能等进行测试和分析表征。在模拟太阳光照射下,使用不同Ru负载量的FCR复合材料光催化剂对MB的催化降解性能和动力学进行对比研究。结果表明,当Fe3O4@C与RuCl3·3H2O质量比为1:1时合成的复合纳米材料(FCR4)可使92.7%的MB降解,光催化降解的动力学常数k值为1.76×10-2min-1,表明了其较高的降解性能,并探讨了可能的降解机理。FCR经过5次循环回收实验证明其在外磁场作用下能够方便、快捷的分离回收,对MB的光催化降解活性具有较好的稳定性。
周芳[5](2021)在《TiO2/MoS2(CuS)异质结构光电催化性能研究》文中研究指明光催化和电催化在环境和能源领域有着重要的应用。光催化是一种绿色环保的污染物降解方式,而电催化可将电能转化为氢气是实现可再生能源的转换、存储和运输的重要方式。因此,高效光电催化材料的研究有着重要的实用价值和广阔的应用前景。二氧化钛(TiO2)是一种无毒环保的高效光催化材料,但禁带宽度大和量子效率低的固有缺陷限制了其在光催化领域的应用。另外,TiO2的导电性差,电催化活性不高,限制了其在电催化领域的应用。而将TiO2与其它半导体材料进行复合构建异质结构是提升其光电催化性能的重要策略。本论文以TiO2为主要研究对象,筛选窄禁带半导体二硫化钼(Mo S2)、硫化铜(CuS)为复合材料构建了具有异质结构的TiO2纳米复合材料。研究了复合材料的光电催化性能及催化机理。取得了如下研究结果:通过水热法将TiO2纳米颗粒(P25)和TiO2纳米带分别与进行Mo S2复合,制备了粉末状TiO2纳米颗粒(P25)/二维Mo S2纳米片和TiO2纳米带/二维Mo S2纳米片两种异质结构。通过成分、形貌、结构等对材料进行了分析表征,并对材料的光电催化性能进行了研究。研究结果表明,两种异质结构光催化性能的提升得益于TiO2与窄禁带半导体Mo S2复合后提升了光吸收能力,二者的能级匹配提高了光生电子-空穴对的分离率,同时异质结构界面处内建电场的存在促进了光生电子/空穴的分离、抑制了光生电子/空穴在迁移过程中的复合。而电催化性能的提升,与纳米异质结构形貌的设计可以暴露更多的活性位点有关,并且异质结构界面处的内建电场提高了载流子传输能力也进一步提升了材料的电催化性能。通过水热合成了TiO2纳米带复合CuS异质结构,并对材料的光电催化性能进行了研究。光催化能力的提升归因于该异质结构拓宽了光吸收范围、增强了光吸收能力,匹配的能级有利于光生电子-空穴对的分离,异质结构界面处的内建电场促进了光生电子/空穴的分离并可抑制迁移复合。电催化制氢实验中,不同比例复合的TiO2纳米带/CuS异质结构的电催化性能有明显的差异,这说明二者的比例对电催化性能有明显的影响。实验结果表明,按照质量比1:1进行复合的TiO2纳米带/CuS具有最低的过电位和最小的塔菲尔斜率。电催化性能的提升与更多活性位点的暴露增加了活性位点的数目以及异质结构界面处的内建电场提高了载流子传输能力有关。采用静电纺丝和水热法为制备手段,首次在低温无酸条件下,成功的在TiO2/聚偏氟乙烯(PVDF)纤维上复合生长出了二维Mo S2纳米片。通过两种生长基底和三种生长液浓度的对比,阐明了纤维表面Mo S2的生长机理。TiO2/PVDF@Mo S2纳米片异质结构光催化性能的提升,与TiO2和Mo S2之间的能级匹配、比表面积的增大以及异质结构界面内建电场密切关系。低温水热保持了纤维的柔性,因而清洗、回收简单。通过调节Cu源和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的量,在TiO2/PVDF纤维上设计生长了不同形貌的CuS,阐明了CuS生长机理并研究了CuS的形貌对光催化性能的影响。催化结果显示,CuS具有结构松散、小且薄形貌的异质结构的降解效率高。这是由于异质结构界面处是光生载流子分离和转移的重要区域。过大过厚的CuS与溶液接触面积小,并且使光生载流子迁移到界面的距离增大,导致迁移复合率增加,因而降低了光催化的效率。
徐先魁[6](2020)在《聚苯酚-二氧化钛复合材料的制备及其可见光催化性能研究》文中认为TiO2因具有化学性质稳定,良好的生物相容性,制备工艺成熟,价格低廉以及优异的光学特性而备受关注。但是,TiO2是宽禁带半导体,只能吸收紫外区域的光波,在一定程度上限制了TiO2在现实中的应用。因此为了拓宽TiO2在可见光区域的吸收范围,将TiO2与其他材料复合,可提高TiO2对可见光的利用效率。TiO2不仅可以催化降解有机染料,也可用于杀菌抗癌,在生物医学领域具有较好的应用前景,但是其杀菌抗癌特性只限于在紫外光照射下,由于紫外光穿透能力较差,导致TiO2的临床应用受到限制。为解决这一问题,常用金属纳米粒子与TiO2复合,拓宽TiO2的近红外光吸收范围,达到体内可控释放药物的目的。本文采用水热法和溶胶-凝胶法将聚苯酚(PP)与TiO2复合,制备出两种不同形貌的PP-TiO2复合纳米粒子,拓宽了TiO2在可见光区域的吸收范围,并探讨各种反应条件对PP-TiO2形貌以及光催化性能的影响。另一方面,将Ag纳米粒子与TiO2复合,拓展TiO2在可见光区域的吸收强度,研究Ag对PP-TiO2复合纳米粒子光催化活性的影响。1.以苯酚为原料,聚乙二醇(PEG)为导向模板,辣根过氧化物酶为催化剂,酶催化聚合制备出PP,并用红外光谱和核磁共振对其结构进行表征。粒径测试表明不同分子量PEG制备的PP粒径大小不同,调控PEG分子量可以制备出粒径大小为160-300 nm的PP乳液。通过水热法将PP与TiO2前驱体反应,制备了PP-TiO2复合纳米材料。XRD测试表明样品中的TiO2为锐钛矿晶型结构;紫外可见光谱分析表明PP-TiO2复合纳米材料在可见光区域有较强的吸收。使用PPTiO2复合纳米材料在可见光照射下催化降解罗丹明B(RB)。结果表明,随着PEG分子量的增大,PP-TiO2的光催化活性越高。其中在3 h内,PEG2000 PP-TiO2对RB的降解率达到了99%,PEG1500 PP-TiO2的降解率为97%,PEG1000 PP-TiO2、PEG800 PP-TiO2和PEG400 PP-TiO2的降解率分别为84%、83%和78%,而纯TiO2在3 h只降解64%的RB。在一定范围内,PEG分子量越高,其对苯酚的区域选择性越高,当PP与TiO2复合后,光照促使TiO2产生的光致电子通过C-O-Ti键传输到PP与TiO2的界面上,PP起到储存电子的作用,可以促进有效的电荷分离,并且PP在可见光区域有较强的吸收,PP与TiO2复合后导致TiO2的带隙宽度明显减小,窄禁带和电荷分离有利于提高可见光的光催化效率。2.以PP为模板,溶胶凝胶法制备核壳结构PP@TiO2纳米粒子,并对其结构进行表征。分别探讨了催化剂用量,温度,TBOT浓度对PP@TiO2的形貌影响。实验结果表明,在无催化剂的条件下,制备的PP@TiO2纳米粒子形貌规则,尺寸均一。随着催化剂量的增加,PP@TiO2的粒径分布逐渐不均匀,且温度对PP@TiO2的形貌影响不大。当TBOT含量逐渐增大时,PP@TiO2的壳层厚度随之增大。不同TBOT含量的PP@TiO2复合纳米粒子的光催化性能也有很大的差异。研究发现,PP@TiO2的催化效果要远大于纯TiO2的商用P25,且其光降解速率随着TBOT含量的增加而降低,PP@TiO2-25的TBOT含量最低,但是在4 h内光降解效率达到了95%,表现出最好的光催化活性。这说明PP@TiO2-25的壳层对PP的可见光吸收没有明显的阻碍。但随着TiO2含量的增加,PP@TiO2纳米粒子的可见光吸收范围逐渐减小,PP@TiO2-100的光吸收范围减小到400 nm,带隙宽度反弹到3.1 e V。结果表明,当壳层厚度超过一定阈值时,TiO2壳阻止了纳米粒子的可见光吸收。3.采用光化学还原法制备PP@TiO2-Ag复合纳米粒子。在紫外灯照射下,Ag纳米粒子被还原,络合在PP@TiO2的表面,生成PP@TiO2-Ag。通过研究不同浓度的AgNO3对PP@TiO2的光催化活性的影响发现,随着Ag含量的增大,PP@TiO2-Ag杂化纳米粒子的可见光吸收强度增大,光催化降解效果也有明显的改善。其中Ag含量从0增加到1%时,PP@TiO2-Ag光降解速率逐步增大;继续增加Ag的含量到2%时,PP@TiO2-Ag光降解速率稍有下降。Ag在可见光区域有较强的吸收,与TiO2复合后可提高TiO2的可见光催化活性,但是只有适量的Ag才能有效提高TiO2的光催化活性,当超过最佳含量时,Ag纳米粒子粒径增大,甚至有团聚现象,不利于Ag在TiO2表面分散,从而影响Ag纳米粒子中的光致电子向TiO2传输的速率,导致TiO2的光催化活性降低。除去PP核后,制备出TiO2-Ag空心球,对比其与PP@TiO2-Ag的光催化降解效果,结果表明,除去PP后光催化降解速率降低了一倍。由此可知PP在催化体系中的重要性,PP不仅降低了TiO2的带隙宽度,还起到储存电子的作用,在提高TiO2可见光吸收强度的同时,也促进了电子-空穴的有效分离,Ag加入后提高了电子的传输速率,从而大大提高反应体系的光催化速率。
宋友桂[7](2020)在《MoO3复合材料的制备及光催化降解典型有机污染物的研究》文中研究指明光催化技术作为新型环境净化方式,具有设备简单、成本低、无需二次处理的优点,在有机污染物处理方面备受关注。然而,如何获得高效、安全、稳定的催化材料是光催化技术推广应用的关键问题。MoO3是一种拥有较高活性的催化剂,较窄的带隙(2.85-3.2 eV)使其拥有较高的可见光吸收效率,具有广阔的环境治理应用前景。MoO3的光生载流子迁移速率较慢,较低的量子产率是限制其光催化应用的主要因素。MoO3与其它半导体复合是改善其光催化活性的重要手段。目前普遍认为构建半导体异质结结构可有效降低催化剂光生电子-空穴复合速率,降低材料能带间隙,从而提升其光催化活性。本研究将MoO3分别与TiO2纳米管及AgBr复合,合成具有高太阳光催化活性的MoO3/TiO2纳米管及AgBr/MoO3复合光催化材料。研究中分别以两类典型有机污染物,即多环芳烃(芘)和抗生素(甲氧苄啶)为模型污染物,考察β-MoO3/TiO2纳米管及AgBr/h-MoO3复合材料在太阳光下对水体有机污染物的光催化性能,探究了两种MoO3复合材料中光生电子-空穴的分离机理、催化性能提升的机制和有机污染物的降解机理。本课题的主要研究内容及结论如下:1)本研究将热分解法制备的β-MoO3与水热法制备的TiO2纳米管复合,得到具有高太阳光催化活性的β-MoO3/TiO2纳米管异质结催化剂。研究中以芘为模型多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs),探究了 β-MoO3/TiO2 纳米管在太阳光下催化降解PAHs的效果及效率提升的机制。结果表明,β-MoO3和TiO2纳米管间形成的p-n异质结结构,降低了材料的能带间隙而获得更高的可见光利用效率,并有效促进了电子和空穴的分离,从而提高了复合材料的光催化活性。1%β-MoO3/TiO2纳米管催化降解芘速率(k)较β-MoO3和TiO2(锐钛矿)分别提升了 5.3倍和1.5倍。催化体系中产生的·OH和光生空穴在芘的降解中起主要作用。最后,通过LC-MS鉴定出6种芘催化降解的中间产物,并对芘可能的降解路径进行了推断。2)以甲氧苄啶为模型有机污染物探究了 AgBr/h-MoO3复合材料在太阳光下催化降解抗生素的效果及机制。本研究通过水热法制备了六方相h-MoO3,并利用简单的沉淀法在室温下将AgBr负载到h-MoO3表面,从而得到具有高太阳光及可见光催化活性的AgBr/h-MoO3复合材料。XPS等表征结果显示,AgBr纳米颗粒与h-MoO3界面形成Z型异质结构,成功构建了 AgBr/h-MoO3复合光催化体系。UV-vis DRS图谱显示,复合材料的光响应区域可以通过h-MoO3和AgBr的复合而扩大,吸收边缘波长可延伸至475 nm。通过光电流和电化学阻抗测定,AgBr负载到h-MoO3表面有助于加速h-MoO3和AgBr之间界面处的光生载流子转移,从而有助于提高光催化剂的稳定性。AgBr与h-MoO3掺杂的摩尔比为1:2时,复合材料可在模拟太阳光下于20 min实现97%的甲氧苄啶降解率,并在30 min内实现完全去除(30 min降解率为h-MoO3的7.7倍)。此外,研究显示该材料具有优异的可见光催化活性,在可见光下30 min内甲氧苄啶降解率高达95%(30 min降解率为h-MoO3的5.9倍)。自由基淬灭实验显示,O2·--是甲氧苄啶催化降解的主要活性物种,其次是1O2、空穴及光生电子,而·OH的作用并不显着。利用LC-MS鉴定出6种甲氧苄啶降解中间产物,参考甲氧苄啶的三种转化路径:羟基化、脱甲基化、分裂,对甲氧苄啶催化降解的路径进行了推导。机理分析表明,在AgBr和h-MoO3之间形成的Z型异质结可有效促进光生载流子的电荷转移,降低光生载流子复合效率,从而在太阳光及可见光照射下均具有较高的甲氧苄啶催化降解活性。
张志广[8](2019)在《基于TiO2的柔性纳米复合纤维的制备及其在光催化方面的应用》文中进行了进一步梳理二氧化钛(TiO2)是一种被广泛研究的半导体光催化剂,具有低成本,高氧化性,易于制备和光催化活性高的优点。TiO2光催化剂早已实现工业化生产,并被广泛地应用于家庭装修污染去除,汽车异味去除,污水净化等方面。然而,TiO2光催化剂目前还存在两大缺点。首先,TiO2带隙很大,这使得其仅能在紫外光驱动下进行光催化反应。在太阳光谱中,紫外光仅占约5%,而可见光占约45%。因此,TiO2光催化剂无法有效利用太阳光进行光催化反应。其次,TiO2中光生电子-空穴对的复合率太高,导致参与光催化反应的光生载流子大大减少,降低了其光催化效率。此外,目前商用的TiO2光催化剂的宏观形态主要为粉末状。虽然粉末状TiO2光催化剂在进行液相光催化实验时具有均匀分散和高催化效率的优点,但也存在在液相光催化实验后无法分离、回收和再利用的问题。这不仅仅会造成光催化剂的浪费,更有可能造成环境的二次污染。因此,如何制备具有可见光响应、低光生电子-空穴复合率、可回收和可重复使用的新型TiO2基光催化剂成为亟待解决的问题。静电纺丝技术,简称电纺,由于其所具有的装置简单、操作可控、应用范围广等优点,越来越多地成为广大研究人员用于制备微、纳米材料的一种常用方法。通过调节电源电压、纺丝温度、速度等参数,可以方便地获得各种具有不同形貌的静电纺丝纤维。通过合理地调配纺丝前驱体溶液,静电纺丝技术可以非常容易地制备有机高分子、有机高分子/无机材料的一维微、纳米纤维。有机高分子静电纺丝纤维具有纤维直径小、薄膜孔隙率高、纤维比表面积大等优点,现在被广泛地应用于过滤、油水分离等水处理领域。纯无机纳米纤维可以通过在纺丝液中添加无机醇盐,再电纺获得有机高分子/无机醇盐纳米纤维,之后高温烧结去除电纺纤维中的高分子组分而得到。目前,已经有很多利用静电纺丝法结合后期烧结去除高分子聚合物制备无机TiO2纳米纤维用于液体光催化反应被报道。由于无机电纺TiO2纳米纤维直径小、孔隙率高,能对染料分子有非常大的吸附作用,使得电纺TiO2纳米纤维具有很好的光催化性能。但是由于经历过高温烧结,因此使用此方法制备的TiO2纳米纤维依然比较脆。当用于液相光催化反应之后分离回收时,不可避免地会造成部分光催化剂的流失。本论文简单介绍了半导体光催化技术的机理及半导体光催化剂的分类,回顾了到目前为止在半导体光催化发展上研究人员使用的一些方法。此外,对静电纺丝技术及其在半导体光催化领域的应用做了简要的介绍。在电纺纤维的基础上结合低温水热法,制备了具有柔性、可重复使用的TiO2基纳米复合纤维,解决了粉末状TiO2光催化剂所遇到的分离回收、光响应范围窄和光生载流子复合率高的问题。1、通过低温水热合成法在电纺PVDF纤维的基底上负载了TiO2光催化剂,获得了具有紫外光响应的柔性TiO2/PVDF纳米复合纤维。通过改变水热合成的时间,改变负载到PVDF纤维上的TiO2光催化剂的形貌,获得了具有雾凇状TiO2光催化剂形貌的TiO2/PVDF复合纤维。以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,测试了具有雾凇状TiO2光催化剂形貌的TiO2/PVDF复合纤维在紫外光照射下对Rh B的光降解效率。结果表明,光催化反应系统中的TiO2的含量对最终的光降解效率起决定性作用。而进一步的研究表明,在相同质量的TiO2参与光催化的前提下,材料的表面形貌对光催化起到了主要影响。在使用TiO2/PVDF复合纤维进行的循环实验中发现,由于PVDF纤维上所附载的TiO2光催化剂的掉落,TiO2/PVDF复合纤维的光催化性能略有下降。此外,在固定水热时间的条件下,系统地研究了在水热反应溶液中添加不同种类及浓度的酸对电纺PVDF纤维上负载的TiO2晶相、形貌和性能的影响。首次系统地研究了酸的种类和浓度对PVDF纤维上TiO2的负载量的影响。结果表明,酸的种类对TiO2的晶相起决定性作用。硫酸和醋酸反应环境容易获得锐钛矿TiO2,盐酸和硝酸反应环境容易得到金红石TiO2。而酸的浓度对PVDF纤维上TiO2的负载量和表面形貌起决定性作用。在合适浓度的无机强酸中,TiO2很容易负载到PVDF纤维上,但在弱酸中,即便是在比较高的酸浓度下,TiO2也很难负载到PVDF纤维上。从四种不同的酸中制备的样品中各选择一个样品用于紫外光照射下的Rh B光降解实验。结果表明在硫酸中制备的表面负载锐钛矿TiO2的复合纤维具有最高的光催化效率。循环光催化实验表明,复合纤维表面TiO2光催化剂依然存在掉落现象,导致其光催化性能略有下降。2、由于电纺PVDF纤维与其上负载的TiO2光催化剂之间的粘结力比较弱,导致在实际使用过程中部分TiO2光催化剂会从电纺PVDF纤维表面掉落,使得复合纤维的光催化性能下降。为了克服电纺PVDF纤维表面TiO2光催化剂容易掉落,TiO2光催化剂无法在可见光下进行光催化反应,以及其内光生电子-空穴复合率高的缺点,将窄带隙的CuS纳米花通过一步水热法原位负载到混纺的钛酸四丁酯(TBOT)/PVDF纤维上。在水热过程中TBOT/PVDF纤维中的TBOT组分遇水发生水解反应生成TiO2,同时CuS纳米花会直接在TiO2/PVDF纤维上生成。由于所制备的CuS/TiO2/PVDF纤维在较低温度下获得,因此其内的PVDF得以保存,从而保证了复合纤维的柔韧性。结果表明,制备过程中的Cu源的量决定了TiO2/PVDF纤维上负载的CuS的量和CuS的结晶质量以及CuS的形貌。随着Cu源的量的增加,负载在TiO2/PVDF纤维上的CuS逐渐由颗粒状转变到由六方片层构成纳米花状。通过与窄禁带CuS的能带耦合,拓宽了TiO2的光吸收范围。此外,窄禁带CuS的加入提高了TiO2光生电子-空穴对的分离效率,相应地提高了TiO2在可见光照射下的光催化性能。由于在制备TiO2/PVDF纤维过程中,醇盐钛酸四丁酯水解会导致一部分氧空位缺陷出现在TiO2/PVDF纤维中。因此,TiO2/PVDF纤维也具备一定的可见光催化效率。在可见光照射下,CuS/TiO2/PVDF复合纤维对Rh B的光催化效率是TiO2/PVDF纤维的2.3倍。此外,通过测量所制备材料的接触角,研究了所制备材料的润湿性。通过在材料表面滴染料液滴并用可见光照射,以及用水滴滚动带走材料表面的灰尘的方法,研究了材料对附着到纤维上的染料污染物的自清洁能力。结果表明,所制备的CuS/TiO2/PVDF复合纤维对附着在表面上的染料和灰尘具有非常好的自清洁效果,可以大大降低该复合纤维在实际使用过程中的维护成本。3、采用一步水热法在静电纺丝法制备的TBOT/PVDF纤维基础上,低温合成了具有核-壳异质结构的新型柔性、可回收、可重复使用的TiO2/PVDF@MoS2纤维。通过TiO2与窄带隙材料MoS2之间的能带耦合,所制备的TiO2/PVDF@MoS2核-壳异质结构纤维具有良好的可见光吸收性能。核-壳异质结构中的内建电场可以大大提高光生电子-空穴对的分离效率,从而提高材料的光催化效率。与TiO2/PVDF纤维相比,所制备的TiO2/PVDF@MoS2核-壳异质结构纤维在白光LED照射下具有非常高的染料污染物和抗生素去除率。研究表明,TiO2/PVDF纤维降解Rh B主要有两种方式:染料分子发色团的裂环反应和染料分子的脱乙基反应;而TiO2/PVDF@MoS2核-壳异质结构纤维去除Rh B的途径主要是对发色团的裂环作用。通过研究可见光照射下的纤维表面上的染料液滴的颜色变化,发现TiO2/PVDF@MoS2核-壳异质结构纤维能够自己清洁表面沾染的染料污染物。同时,由于具有疏水性,所得柔性TiO2/PVDF@MoS2核-壳异质结构纤维可在液滴的滚动条件下自动除去其表面上的灰尘。本论文提供了制备具有柔性、可重复使用的紫外光响应和可见光响应的TiO2基纳米复合纤维的方法,克服了传统粉末状TiO2光催化剂面临的无法分离、回收和重复使用的缺点。将窄带隙的半导体复合到TiO2/PVDF电纺纤维上,解决了其对可见光利用率低的困难。由于所制备的材料本身所具有的疏水性,液体在材料表面可以以液滴的方式存在。这就使所制备的材料既可以降解表面上附着的有机污染物,又可以通过外界的水滴(如雨水等)去除表面沾染的灰尘,降低了其在实际使用过程中的维护成本。
赵仕东[9](2019)在《层次结构中空TiO2光催化剂的构建及其性能研究》文中认为尽管单层中空TiO2纳米微球因其独特的结构特征和理化性质,可以明显提高光催化性能,但这种单层中空结构局限于单一外壳致使其稳定性以及比表面积较低。此外,二氧化钛光催化剂还具有禁带宽度较大(3.2eV)、光生载流子弱、太阳能利用率差等缺点。因此,本文通过结构改性,金属或半导体改性等方法对其改进。即在单层中空TiO2基础上,构建出具有独特双层中空结构的TiO2光催化体系,并在此基础上对其进一步改性,设计出具有高效光催化性能的层次结构中空TiO2纳米材料。首先制备双层中空TiO2催化剂,即以聚苯乙烯(CPS)微球为载体,通过静电吸引在其表面组装第一层二氧化钛(TiO2),制备出(CPS@TiO2)微球;再以CPS@TiO2微球为模板,重复上述步骤制备出第二层CPS和TiO2外壳,最终经高温程序煅烧得到双层中空TiO2催化剂。经透射电镜、扫描电镜以及比表面积等检测手段,结果表明所制备的TiO2催化剂具有明显的双层中空结构。与单层中空TiO2微球相比,所制备的双层中空TiO2微球的比表面积提高了约2.5倍,并且催化效率提高了15.5%。三氧化二铁限域的层次结构中空TiO2催化剂的合成(TiO2-Fe2O3@TiO2)。尽管双层结构明显提高了TiO2的光催化性能。但由于TiO2的宽带隙,导致其有限的可见光性能。因此,在所制备的双层中空TiO2的基础上,引入禁带宽度更小(2.1eV),可见光响应更强的α-Fe2O3材料。通过静电吸附作用将Fe3+固定在CPS@TiO2表面,再包覆第二层TiO2外壳,经高温煅烧除去内部的CPS模板,合成出Fe2O3限域的层次结构中空二氧化钛(TiO2-Fe2O3@TiO2)光催化剂,其在可见光下的降解效率要比双层中空TiO2微球高10.1%。银纳米粒子限域的层次结构中空TiO2光催化剂(TiO2-Ag@TiO2)的设计与合成。与金属氧化物相比,金属纳米粒子因其表面等离子体共振效应,可以大幅度减缓光生电子空穴的复合,进而更有效提升TiO2的光催化性能。本文通过光沉积的方法将Ag0固定在单层中空TiO2表面从而合成出银纳米粒子限域的层次结构中空TiO2-Ag@TiO2光催化剂。与传统Ag纳米粒子表面负载的中空TiO2光催化剂相比,限域型中空TiO2光催化剂不仅因层次结构而提高其稳定性,而且还能有效地展现出更高的光催化活性:即在模拟太阳光作用下,能够实现四环素的完全降解。该研究工作的开展能也为其他层次结构中空半导体的设计与合成提供了一种新的理论参考。
赵林[10](2019)在《生物质多元共掺杂TiO2的同步合成、光催化活性及表征分析》文中提出TiO2作为光催化剂,直接利用太阳能,既能够催化分解水生成氢气,又能够催化氧化去污,而且稳定、无毒、价廉,被称为最有前景的半导体光催化剂,因此TiO2的研究开发一直是光催化领域的热点。本论文采用淀粉、糖和油脂等天然生物质作为掺杂元素源,通过改进的溶胶-凝胶法制备出系列具有可见光响应的C、N、P等多元素共掺杂TiO2复合光催化剂。本论文成果可为TiO2改性策略提供有益方向,为生物质改性TiO2奠定理论和技术基础,拓展TiO2在光催化领域的实际应用。1.首先通过第一性原理,计算了C、N共掺杂TiO2的缺陷形成能和能带结构,并与实验研究结果进行了比较。C、N共掺时,C、N分别取代Ti、O掺杂形式的缺陷形成能低于C、N均取代O掺杂形式,C、N分别取代Ti、O更易实现;与纯锐钛矿相TiO2相比,C单掺、N单掺及C、N共掺均能减小TiO2的禁带宽度,但共掺体系比单掺体系的禁带宽度窄化程度更高。2.采用溶胶-凝胶法,通过茶油改性制备了TiO2复合光催化剂,优化了制备工艺。通过XRD、UV-Vis DRS、PL、FESEM、电化学分析、元素分析等手段对复合催化剂进行表征。结果表明样品中存在金红石相与锐钛矿相,并呈现蜂窝状的孔状结构;复合材料的光电流密度增大,光生载流子复合效率降低。在可见光照射下,反应2 h时,复合TiO2对亚甲基蓝降解效率可达92.6%。3.采用溶胶-凝胶法,通过可溶性淀粉改性,制备了C、N、P多种非金属元素共掺杂TiO2。通过多种表征手段对样品进行了分析。结果表明,改性后的复合催化剂比表面积增大,可见光吸收能力提高;复合催化剂制备的最佳工艺条件为:煅烧温度400℃,煅烧时间2 h,可溶性淀粉掺杂量6g;在可见光照射下,反应80 min时,复合TiO2对亚甲基蓝的降解效率即可达98%。4.采用溶胶-超声空化技术,通过脐橙提取液改性,制备了TiO2复合光催化剂,确定了最佳制备工艺。分析结果表明,该方案实现了C、N、P、Cl、K等多元素的共掺杂;复合催化剂的禁带宽度窄化了0.21 eV,表面羟基与活性位点增多,光生载流子复合几率降低,结晶度提高,比表面积增大;反应120 min时,复合TiO2对亚甲基蓝的降解效率达98%。5.采用溶胶-凝胶法,通过粳米浸出液改性,制备了TiO2复合光催化剂,优化了制备工艺。分析结果表明,复合催化剂实现了C、N、S、P、K等多元素的共掺杂,复合TiO2和纯TiO2的反应速率常数分别为0.4990 h-1和0.0305 h-1;复合TiO2的比表面积增大,结晶度升高,光生载流子复合率降低,吸收边带红移,禁带宽度窄化了0.09 eV。
二、水热法合成在可见光照射下具有高催化活性的纳米TiO_2催化剂(英文)(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水热法合成在可见光照射下具有高催化活性的纳米TiO_2催化剂(英文)(论文提纲范文)
(1)锑基或钛基光催化剂制备及其对水环境中抗生素的降解研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 水体环境中抗生素的去除方法 |
1.2.1 吸附法 |
1.2.2 生物法 |
1.2.3 高级氧化法 |
1.3 光催化剂的制备方法 |
1.3.1 固相法 |
1.3.2 水热/溶剂热法 |
1.3.3 模板法 |
1.3.4 微乳液法 |
1.3.5 溶胶-凝胶法 |
1.3.6 静电纺丝法 |
1.4 光催化剂性能增强策略 |
1.4.1 构建异质结 |
1.4.2 元素掺杂 |
1.4.3 形貌调控 |
1.4.4 多元复合 |
1.5 光催化技术降解抗生素的研究进展 |
1.5.1 磺胺类抗生素(SAs) |
1.5.2 四环素类抗生素(TCs) |
1.5.3 喹诺酮类抗生素(QNs) |
1.5.4 大环内酯类抗生素(MLs) |
1.6 锑基光催化剂的研究进展 |
1.6.1 氧化锑 |
1.6.2 锑酸盐 |
1.7 二氧化钛基光催化剂的研究进展 |
1.8 本文的研究思路和主要研究内容 |
1.8.1 研究思路 |
1.8.2 研究内容 |
1.9 技术路线 |
1.10 本论文的创新点 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料与试剂 |
2.2 主要仪器及设备 |
2.3 样品表征技术 |
2.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱(EDS)分析 |
2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
2.3.5 BET比表面分析 |
2.3.6 紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)分析 |
2.3.7 光电流和交流阻抗分析 |
2.3.8 质谱分析 |
2.4 光催化性能测试 |
2.4.1 模型化合物的选择 |
2.4.2 光催化实验 |
3 不同形貌Sb_2O_3的调控制备及其光催化降解抗生素研究 |
3.1 前言 |
3.2 制备方法 |
3.2.1 醇解法 |
3.2.2 水热法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 制备条件对Sb_2O_3晶型的影响 |
3.3.2 制备条件对Sb_2O_3形貌的影响 |
3.3.3 制备条件对Sb_2O_3吸光性能的影响 |
3.3.4 制备条件对Sb_2O_3光催化性能的影响 |
3.4 本章小结 |
4 BaSb_2O_6复合光催化剂的制备及其降解抗生素性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 制备方法 |
4.2.1 BaSb_2O_6光催化剂的制备 |
4.2.2 改性BaSb_2O_6光催化剂的制备 |
4.2.3 TiO_2/BaSb_2O_6复合光催化剂的制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 BaSb_2O_6光催化剂 |
4.3.2 改性BaSb_2O_6催化剂 |
4.3.3 TiO_2/BaSb_2O_6 |
4.4 本章小结 |
5 SrSb_2O_5(H_2O)_4与CaSb_2O_5(OH)_2的制备及其降解抗生素性能研究 |
5.1 前言 |
5.2 制备方法 |
5.2.1 SrSb_2O_5(H_2O)_4光催化剂的制备 |
5.2.2 Pr-SrSb_2O_5(H_2O)_4的制备 |
5.2.3 CaSb_2O_5(OH)_2光催化剂的制备 |
5.2.4 Pr-CaSb_2O_5(OH)_2的制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 XRD分析 |
5.3.2 XPS分析 |
5.3.3 形貌及EDS分析 |
5.3.4 比表面积和孔径分布 |
5.3.5 UV-vis DRS分析 |
5.3.6 光催化降解性能 |
5.3.7 光电流和阻抗分析 |
5.3.8 光催化机理分析 |
5.3.9 稳定性评价 |
5.4 本章小结 |
6 WO_3/TiO_2光催化剂的制备及其降解抗生素性能研究 |
6.1 前言 |
6.2 制备方法 |
6.2.1 TiO_2纳米纤维的制备 |
6.2.2 WO_3/TiO_2纳米纤维的制备 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 XRD分析 |
6.3.2 SEM分析 |
6.3.3 XPS分析 |
6.3.4 UV-vis DRS分析 |
6.3.5 比表面积和孔径分布 |
6.3.6 光催化性能 |
6.3.7 光电流分析 |
6.3.8 光催化机理分析 |
6.3.9 稳定性评价 |
6.4 本章小结 |
7.结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(2)α-Fe2O3@TiO2核壳的制备及其光催化性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 综述 |
1.1 引言 |
1.2 TiO_2材料概述 |
1.2.1 TiO_2的结构 |
1.2.2 TiO_2光催化原理 |
1.2.3 TiO_2材料的制备 |
1.3 TiO_2复合研究进展 |
1.3.1 TiO_2复合的制备方法 |
1.3.2 TiO_2复合的改性研究 |
1.3.3 TiO_2复合的光催化研究 |
1.4 α-Fe_2O_3/TiO_2核壳研究进展 |
1.4.1 α-Fe_2O_3/TiO_2核壳的制备 |
1.4.2 α-Fe_2O_3/TiO_2核壳的光催化应用 |
1.5 本论文的研究内容和创新点 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验药品及仪器 |
2.2 合成方法 |
2.2.1 α-Fe_2O_3纺锤体的制备 |
2.2.2 椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2的制备 |
2.2.3 三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子的制备 |
2.3 表征方法 |
2.3.1 X射线衍射 |
2.3.2 透射电子显微镜 |
2.3.3 扫描电子显微镜 |
2.3.4 热重差热分析(TG-DTA) |
2.3.5 紫外-可见光吸收光谱 |
2.4 光催化性能测试分析方法 |
第三章 椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2的制备及其光催化性能研究 |
3.1 椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2制备工艺的研究 |
3.1.1 椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2的TEM分析 |
3.1.2 椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2的XRD分析 |
3.1.3 椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2的UV-Vis分析 |
3.2 椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2热处理工艺的研究 |
3.2.1 椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2的TG-DTA分析 |
3.2.2 椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2的XRD分析 |
3.2.3 椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2的TEM分析 |
3.2.4 椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2的UV-Vis分析 |
3.3 椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2的光催化性能分析 |
3.3.1 壳厚对椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2光催化性能的影响 |
3.3.2 热处理对椭球型α-Fe_2O_3@TiO_2光催化性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子的制备及其光催化性能研究 |
4.1 反应温度对三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子的影响 |
4.1.1 反应温度对三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子形貌的影响 |
4.1.2 反应温度对三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子光催化性能的影响 |
4.2 反应时间对三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子的影响 |
4.2.1 反应时间对三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子形貌的影响 |
4.2.2 反应时间对三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子光催化性能的影响 |
4.3 表面活性剂对三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子的影响 |
4.3.1 表面活性剂对三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子形貌的影响 |
4.3.2 表面活性剂对三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子光催化性能的影响 |
4.4 反应溶剂对三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子的影响 |
4.4.1 反应溶剂对三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子形貌的影响 |
4.4.2 反应溶剂对三维片层花状α-Fe_2O_3@TiO_2粒子光催化性能的影响 |
4.5 光催化机制分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
攻读硕士期间的学术成果 |
参考文献 |
(3)苯基膦酸类金属配合物及复合材料的合成与催化性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
序言 |
1 引言 |
1.1 配位聚合物 |
1.1.1 概述 |
1.1.2 配位聚合物的应用 |
1.2 膦酸类配位聚合物 |
1.3 TiO_2及其改性材料 |
1.3.1 TiO_2光催化剂 |
1.3.2 TiO_2光催化性能提高方法 |
1.4 氢能 |
1.4.1 概述 |
1.4.2 氢能的应用 |
1.4.3 氢能的来源 |
1.4.4 氢能的制备 |
1.5 研究目的、内容和撰写思路 |
2 实验部分 |
2.1 实验药品与仪器 |
2.1.1 实验药品 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 样品制备 |
2.2.1 苯基膦酸金属配合物的制备 |
2.2.2 二苯基膦酸金属配合物的制备 |
2.2.3 二苯基膦酸金属配合物/TiO_2复合材料的制备 |
2.3 样品表征方法 |
2.3.1 样品的物相、形貌与结构分析 |
2.3.2 样品表面元素组成表征 |
2.4 样品光学性质表征 |
2.4.1 紫外-可见吸收光谱法 |
2.4.2 荧光发射光谱法 |
2.5 其他测试表征 |
2.5.1 热行为分析 |
2.5.2 红外吸收光谱分析 |
2.5.3 元素分析 |
2.6 光催化性能测试 |
2.6.1 光催化裂解水产氢 |
2.6.2 光催化氧化乙醇产氢 |
3 苯基膦酸金属配合物的表征及光催化性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 LaPPA的表征及光催化性能研究 |
3.2.1 结构表征与元素分析 |
3.2.2 光学性质表征 |
3.2.3 热行为分析 |
3.2.4 光催化性能研究 |
3.2.5 光催化机理分析 |
3.3 CePPA、NdPPA的表征及光催化性能研究 |
3.3.1 结构表征与元素分析 |
3.3.2 光学性质表征 |
3.3.3 热行为分析 |
3.3.4 光催化性能研究 |
3.3.5 光催化机理分析 |
3.4 本章小结 |
4 二苯基膦酸金属配合物的表征及光催化性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 CoDPPA的表征及光催化性能研究 |
4.2.1 结构表征与元素分析 |
4.2.2 光学性质表征 |
4.2.3 热行为分析 |
4.2.4 光催化性能研究 |
4.2.5 光催化机理分析 |
4.3 MDPPA(M=Ni、Cu、Zn)的表征及光催化性能研究 |
4.3.1 结构表征与元素分析 |
4.3.2 光学性质表征 |
4.3.3 热行为分析 |
4.3.4 光催化性能研究 |
4.3.5 光催化机理分析 |
4.4 LaDPPA的表征及光催化性能研究 |
4.4.1 结构表征与元素分析 |
4.4.2 光学性质表征 |
4.4.3 热行为分析 |
4.4.4 光催化性能研究 |
4.4.5 光催化机理分析 |
4.5 CeDPPA、NdDPPA的表征及光催化性能研究 |
4.5.1 结构表征与元素分析 |
4.5.2 光学性质表征 |
4.5.3 热行为分析 |
4.5.4 光催化性能研究 |
4.5.5 光催化机理分析 |
4.6 本章小结 |
5 二苯基膦酸金属配合物复合材料的表征及光催化性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 CoDPPA/TiO_2的表征及光催化性能研究 |
5.2.1 结构表征与元素分析 |
5.2.2 光学性质与激子分离效率表征 |
5.2.3 热行为分析 |
5.2.4 光催化性能研究 |
5.2.5 光催化机理分析 |
5.3 NiDPPA/TiO_2、CuDPPA/TiO_2的表征及光催化性能研究 |
5.3.1 结构表征与元素分析 |
5.3.2 光学性质与激子分离效率表征 |
5.3.3 热行为分析 |
5.3.4 光催化性能测试 |
5.3.5 光催化机理分析 |
5.4 LaDPPA/TiO_2的表征及光催化性能研究 |
5.4.1 结构表征与元素分析 |
5.4.2 光学性质与激子分离效率表征 |
5.4.3 热行为分析 |
5.4.4 光催化性能研究 |
5.4.5 光催化机理分析 |
5.5 CeDPPA/TiO_2、NdDPPA/TiO_2的表征及光催化性能研究 |
5.5.1 结构表征与元素分析 |
5.5.2 光学性质与激子分离效率表征 |
5.5.3 热行为分析 |
5.5.4 光催化性能研究 |
5.5.5 光催化机理分析 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
6.3 实验参数汇总表 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(4)基于Fe3O4的钛、钌基复合纳米材料的合成及光催化性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 纳米材料概述 |
1.2.1 纳米材料 |
1.2.2 光催化纳米材料 |
1.3 光催化降解废水有机污染物纳米材料 |
1.3.1 铁氧体磁性纳米材料 |
1.3.2 钛基纳米材料 |
1.3.3 钌基纳米材料 |
1.4 本论文的研究内容和创新点 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 创新点 |
第2章 磁性Fe_3O_4纳米微球的合成及光-芬顿反应催化性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 试剂及药品 |
2.2.2 Fe_3O_4纳米微球的合成 |
2.2.3 Fe_3O_4纳米微球的表征 |
2.2.4 Fe_3O_4纳米微球的催化降解性能实验 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 Fe_3O_4纳米微球的形貌及结构分析 |
2.3.2 Fe_3O_4纳米微球的XRD分析 |
2.3.3 Fe_3O_4纳米微球的XPS分析 |
2.3.4 Fe_3O_4纳米微球的比表面积测试 |
2.3.5 Fe_3O_4纳米微球的磁性能测试 |
2.3.6 Fe_3O_4纳米微球的光学性质研究 |
2.3.7 Fe_3O_4纳米微球的催化降解性能研究 |
2.3.8 Fe_3O_4纳米微球的光-芬顿反应催化降解机理探讨 |
2.3.9 循环回收性能评估 |
2.4 本章小结 |
第3章 Fe_3O_4@TiO_2磁性复合材料的合成及光催化性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 试剂及药品 |
3.2.2 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的合成 |
3.2.3 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的表征 |
3.2.4 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的光催化实验 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 合成条件对核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料形貌的影响 |
3.3.2 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的合成机理探讨 |
3.3.3 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的XRD分析 |
3.3.4 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的磁性能测试 |
3.3.5 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的XPS分析 |
3.3.6 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的比表面积测试 |
3.3.7 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的光学性能研究 |
3.3.8 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的光催化性能研究 |
3.3.9 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的光催化机理探讨 |
3.3.10 循环回收性能评估 |
3.4 本章小结 |
第4章 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的合成及光催化性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试剂及药品 |
4.2.2 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的合成 |
4.2.3 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的表征 |
4.2.4 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光催化实验 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的XRD分析 |
4.3.2 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的形貌及组成成分分析 |
4.3.3 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的XPS分析 |
4.3.4 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的比表面积测试 |
4.3.5 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的磁性能测试 |
4.3.6 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光学性能研究 |
4.3.7 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光催化性能研究 |
4.3.8 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光催化机理探讨 |
4.3.9 循环回收性能评估 |
4.4 本章小结 |
第5章 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的合成及光催化性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 试剂及药品 |
5.2.2 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的合成 |
5.2.3 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的表征 |
5.2.4 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光催化实验 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的形貌及组成成分分析 |
5.3.2 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的XRD表征 |
5.3.3 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的拉曼光谱分析 |
5.3.4 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的XPS分析 |
5.3.5 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光学性能研究 |
5.3.6 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的磁性能测试 |
5.3.7 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的比表面积测试 |
5.3.8 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光催化性能研究 |
5.3.9 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光催化机理探讨 |
5.3.10 循环回收性能评估 |
5.4 本章小结 |
第6章 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的合成及光催化性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 试剂及药品 |
6.2.2 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的合成 |
6.2.3 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的表征 |
6.2.4 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的光催化实验 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的XRD分析 |
6.3.2 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的形貌及组成分析 |
6.3.3 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的比表面积测试 |
6.3.4 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的XPS分析 |
6.3.5 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的磁性能测试 |
6.3.6 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的光学性能研究 |
6.3.7 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的光催化性能研究 |
6.3.8 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的光催化机理探讨 |
6.3.9 循环回收性能评估 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(5)TiO2/MoS2(CuS)异质结构光电催化性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 TiO_2复合材料在光催化领域的研究进展 |
1.2.1 光催化研究概述 |
1.2.2 TiO_2在光催化领域的研究现状 |
1.2.3 TiO_2复合材料在光催化领域的研究现状 |
1.3 TiO_2复合材料在电催化领域的研究进展 |
1.3.1 电催化析氢研究概述 |
1.3.2 TiO_2在电催化领域的研究现状 |
1.3.3 TiO_2复合材料在电催化领域的研究现状 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 TiO_2纳米颗粒(P25)/MoS_2纳米片异质结构光电催化性能的研究 |
2.1 引言 |
2.2 P25/MoS_2异质结构的制备 |
2.3 P25/MoS_2的表征 |
2.3.1 P25/MoS_2的晶体结构分析 |
2.3.2 P25/MoS_2的形貌分析 |
2.3.3 P25/MoS_2的组分研究 |
2.3.4 P25/MoS_2的光学特性 |
2.4 P25/MoS_2的光催化性能研究 |
2.5 P25/MoS_2的电催化性能研究 |
2.6 本章小结 |
第3章 TiO_2纳米带/MoS_2纳米片异质结构光电催化性能的研究 |
3.1 引言 |
3.2 TiO_2纳米带/MoS_2纳米片异质结构的制备 |
3.3 TiO_2纳米带/MoS_2纳米片的结构和形貌分析 |
3.3.1 TiO_2纳米带/MoS_2纳米片的晶体结构分析 |
3.3.2 TiO_2纳米带/MoS_2纳米片的形貌表征 |
3.3.3 TiO_2纳米带/MoS_2纳米片的组分研究 |
3.3.4 TiO_2纳米带/MoS_2纳米片的光学特性 |
3.4 TiO_2纳米带/MoS_2纳米片光催化性能的研究 |
3.4.1 TiO_2纳米带/MoS_2纳米片光催化性能的实验研究 |
3.4.2 TiO_2纳米带/MoS_2纳米片光催化机理的研究 |
3.5 TiO_2纳米带/MoS_2纳米片电催化性能的研究 |
3.6 本章小结 |
第4章 TiO_2纳米带/CuS异质结构光电催化性能的研究 |
4.1 引言 |
4.2 TiO_2纳米带/CuS异质结构复合材料的制备 |
4.3 TiO_2纳米带/CuS的表征 |
4.3.1 TiO_2纳米带/CuS的晶体结构分析 |
4.3.2 TiO_2纳米带/CuS的形貌特征 |
4.3.3 TiO_2纳米带/CuS的组分研究 |
4.3.4 TiO_2纳米带/CuS的光学特性 |
4.4 TiO_2纳米带/CuS光催化性能的研究 |
4.4.1 TiO_2纳米带/CuS光催化性能的实验研究 |
4.4.2 TiO_2纳米带/CuS光催化机理的研究 |
4.5 TiO_2纳米带/CuS电催化性能的研究 |
4.6 本章小结 |
第5章 TiO_2/PVDF纤维负载二维MoS_2纳米片异质结构光催化性能的研究 |
5.1 引言 |
5.2 TiO_2/PVDF纤维负载二维MoS_2纳米片异质结构的制备 |
5.3 TiO_2/PVDF@MoS_2纤维的表征 |
5.3.1 TiO_2/PVDF@MoS_2纤维的晶体结构分析 |
5.3.2 TiO_2/PVDF@MoS_2纤维的形貌和结构分析 |
5.3.3 TiO_2/PVDF@MoS_2纤维的组分研究 |
5.3.4 TiO_2/PVDF@MoS_2纤维的光学特性 |
5.4 TiO_2/PVDF@MoS_2纤维的生长机理 |
5.5 TiO_2/PVDF@MoS_2纤维的光催化性能研究 |
5.5.1 TiO_2/PVDF@MoS_2纤维光催化性能的实验研究 |
5.5.2 TiO_2/PVDF@MoS_2纤维光催化机理的研究 |
5.6 本章小结 |
第6章 TiO_2/PVDF纤维负载CuS异质结构光催化性能的研究 |
6.1 引言 |
6.2 TiO_2/PVDF纤维负载CuS异质结构的制备 |
6.3 TiO_2/PVDF@CuS纤维的表征 |
6.3.1 TiO_2/PVDF@CuS纤维的晶体结构分析 |
6.3.2 TiO_2/PVDF@CuS纤维的的形貌及结构 |
6.3.3 TiO_2/PVDF@CuS纤维的组分研究 |
6.3.4 TiO_2/PVDF@CuS纤维的光学性能 |
6.4 TiO_2/PVDF@CuS纤维的生长机理 |
6.5 TiO_2/PVDF@CuS纤维光催化性能的研究 |
6.5.1 TiO_2/PVDF@CuS纤维光催化性能的实验研究 |
6.5.2 TiO_2/PVDF@CuS纤维光催化机理的研究 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(6)聚苯酚-二氧化钛复合材料的制备及其可见光催化性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 引言 |
1.1 二氧化钛 |
1.1.1 二氧化钛的结构和性质 |
1.1.2 二氧化钛的光催化机理 |
1.1.3 二氧化钛的制备方法 |
1.2 二氧化钛复合材料 |
1.2.1 无机金属/非金属-TiO_2复合材料 |
1.2.2 有机聚合物-TiO_2复合材料 |
1.2.3 核-壳结构TiO_2复合材料 |
1.3 TiO_2材料的应用 |
1.3.1 光催化降解 |
1.3.2 水处理 |
1.3.3 抗癌领域 |
1.3.4 抑菌、抗菌领域 |
1.3.5 空气净化 |
1.3.6 光解水产H_2 |
1.3.7 光催化有机反应 |
1.4 本课题研究目的及主要内容 |
第2章 水热法制备PP-TiO_2复合纳米粒子 |
2.1 实验部分 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.1.3 实验过程 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 PP样品的形貌与结构分析 |
2.2.2 PP-TiO_2样品的形貌及结构分析 |
2.2.3 PP-TiO_2的XRD表征 |
2.2.4 PP-TiO_2的红外光谱表征 |
2.2.5 可见光催化性能表征 |
2.3 本章小结 |
第3章溶胶-凝胶法制备核壳结构PP@TiO_2 |
3.1 实验部分 |
3.1.1 实验试剂 |
3.1.2 实验仪器 |
3.1.3 实验过程 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 PP@TiO_2形貌表征 |
3.2.2 PP@TiO_2的XRD表征 |
3.2.3 PP@TiO_2的FT-IR、XPS以及EPR表征 |
3.2.4 可见光催化性能表征 |
3.3 本章结论 |
第4章 光辐射还原法制备PP@TiO_2-Ag |
4.1 实验部分 |
4.1.1 实验试剂 |
4.1.2 实验仪器 |
4.1.3 实验过程 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 PP@TiO_2-Ag的形貌表征 |
4.2.2 PP@TiO_2-Ag的 XRD表征 |
4.2.3 可见光催化性能表征 |
4.2.4 TiO_2-Ag空心球的形貌表征 |
4.2.5 TiO_2-Ag空心球的XRD表征 |
4.2.6 TiO_2-Ag空心球的紫外-可见光谱 |
4.2.7 TiO_2-Ag空心球的可见光催化性能表征 |
4.3 本章结论 |
第5章 结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文 |
致谢 |
(7)MoO3复合材料的制备及光催化降解典型有机污染物的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 研究内容及技术路线 |
1.2.1 研究内容 |
1.2.2 技术路线 |
第2章 国内外研究现状及分析 |
2.1 有机污染物污染现状及去除技术 |
2.1.1 多环芳烃污染现状 |
2.1.2 抗生素污染现状 |
2.1.3 有机污染物去除技术 |
2.2 复合材料光催化体系构建 |
2.2.1 MoO_3及其复合材料的制备及应用 |
2.2.2 TiO_2纳米管的制备及应用 |
2.2.3 AgBr及其复合材料的制备及应用 |
2.3 MoO_3复合材料催化降解有机物研究进展 |
第3章 实验方法 |
3.1 实验试剂 |
3.1.1 实验主要试剂 |
3.1.2 试剂配制及保存 |
3.2 实验主要仪器、装置及分析方法 |
3.2.1 实验仪器 |
3.2.2 实验装置 |
3.3 检测方法 |
3.4 材料表征方法 |
第4章 β-MoO_3/TiO_2纳米管的制备及光催化降解多环芳烃的机制 |
4.1 催化剂制备及实验方法 |
4.1.1 TiO_2纳米管的制备 |
4.1.2 β-MoO_3的制备 |
4.1.3 β-MoO_3/TiO_2纳米管的制备 |
4.1.4 材料降解芘实验 |
4.2 结果讨论 |
4.2.1 材料的XRD分析 |
4.2.2 材料的XPS谱图分析 |
4.2.3 材料的电镜结果分析 |
4.2.4 材料的BET结果分析 |
4.2.5 模拟太阳光下β-MoO_3/TiO_2纳米管催化降解多环芳烃的性能及机制 |
4.2.6 催化剂稳定性 |
4.2.7 光催化机理 |
4.3 本章小结 |
第5章 AgBr/MoO_3的制备及光催化降解甲氧苄啶的机制 |
5.1 催化剂制备及实验方法 |
5.1.1 h-MoO_3的制备 |
5.1.2 AgBr/h-MoO_3的制备 |
5.1.3 材料降解甲氧苄啶实验 |
5.2 结果讨论 |
5.2.1 材料的XRD分析 |
5.2.2 材料的XPS谱图分析 |
5.2.3 材料的电镜结果分析 |
5.2.4 材料的BET结果分析 |
5.2.5 模拟太阳光下AgBr/h-MoO_3催化降解甲氧苄啶的性能及机制 |
5.2.6 催化剂稳定性 |
5.2.7 光催化机理 |
5.3 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间的相关研究成果 |
(8)基于TiO2的柔性纳米复合纤维的制备及其在光催化方面的应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 半导体光催化剂 |
1.1.1 光催化机理 |
1.1.2 半导体光催化剂的分类 |
1.2 TiO_2 基光催化剂 |
1.2.1 TiO |
1.2.2 TiO_2 基光催化剂的改进方法 |
1.2.3 TiO_2 基光催化剂的负载 |
1.3 静电纺丝技术简介 |
1.3.1 静电纺丝技术中几种常用高分子聚合物简介 |
1.3.2 静电纺丝技术在光催化中的应用 |
1.4 论文主要内容 |
参考文献 |
第二章 在电纺PVDF纤维表面负载TiO_2及其光催化性能 |
2.1 背景介绍 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂与仪器 |
2.2.2 试验方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 水热时间对PVDF纤维负载TiO_2形貌和性能的影响 |
2.3.2 不同种类的酸对PVDF纤维负载TiO_2形貌和性能的影响 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 锐钛矿TiO_2/PVDF纤维上原位负载CuS纳米花及其增强的可见光催化和自清洁性能 |
3.1 背景介绍 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂与仪器 |
3.2.2 实验方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 CuS/TiO_2/PVDF纤维的结构和形貌 |
3.3.2 CuS/TiO_2/PVDF纤维的光学性能 |
3.3.3 CuS/TiO_2/PVDF纤维的光催化性能 |
3.3.4 CuS/TiO_2/PVDF纤维的自清洁能力 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 柔性TiO_2/PVDF@MoS_2 核壳异质结构纤维的制备及性能研究 |
4.1 背景介绍 |
4.2.1 实验试剂与仪器 |
4.2.2 实验方法 |
4.2 实验部分 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 TiO_2/PVDF@MoS_2 核-壳异质结构纤维的结构和形貌 |
4.3.2 TiO_2/PVDF@MoS_2 核-壳异质结构纤维的光学性质 |
4.3.3 TiO_2/PVDF@MoS_2 核-壳异质结构纤维的光催化性能 |
4.3.4 TiO_2/PVDF@MoS_2 核-壳异质结构纤维的自清洁性能 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 结论 |
攻读学位期间的研究成果 |
附录 缩写词对应表 |
致谢 |
(9)层次结构中空TiO2光催化剂的构建及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 TiO_2 光催化简介 |
1.2.1 TiO_2 的结构 |
1.2.2 TiO_2 光催化机理 |
1.3 纳米TiO_2 材料的主要制备方法 |
1.3.1 水热法 |
1.3.2 溶胶-凝胶法 |
1.3.3 溶剂热法 |
1.3.4 气相法 |
1.4 提高TiO_2 光催化剂性能的方法 |
1.4.1 非金属离子改性 |
1.4.2 金属改性 |
1.4.3 与其他半导体复合 |
1.5 TiO_2 在环境修复方面的应用 |
1.5.1 传统四环素处理技术 |
1.5.2 TiO_2 光催化氧化处理技术 |
1.6 本论文的选题意义及主要研究内容 |
1.6.1 选题意义 |
1.6.2 主要研究内容 |
第二章 双层中空TiO_2 体系的构建 |
2.1 前言 |
2.2 实验 |
2.2.1 实验试剂及仪器 |
2.2.2 阳离子聚苯乙烯(CPS)的制备 |
2.2.3 CPS@TiO_2 的制备 |
2.2.4 TiO_2@TiO_2(HTHT)材料的制备 |
2.2.5 化学表征 |
2.2.6 光催化性能测试 |
2.3 结果和讨论 |
2.3.1 双层中空TiO_2材料的制备 |
2.3.2 晶体结构和表面化学状态 |
2.3.3 紫外-可见光吸收光谱 |
2.3.4 光催化降解四环素 |
2.4 本章小结 |
第三章 Fe_2O_3 限域的层次结构中空TiO_2 体系的构建 |
3.1 前言 |
3.2 实验 |
3.2.1 实验试剂及仪器 |
3.2.2 阳离子聚苯乙烯微球 |
3.2.3 CPS@TiO_2 的制备 |
3.2.4 TiO_2-Fe_2O_3 的制备 |
3.2.5 TiO_2-Fe_2O_3@TiO_2(HTFT)的制备 |
3.2.6 化学表征 |
3.2.7 光催化性能测试 |
3.3 结果和讨论 |
3.3.1 层次结构中空TiO_2-Fe_2O_3@TiO_2 的制备 |
3.3.2 晶体结构和表面化学状态 |
3.3.3 紫外-可见光吸收光谱 |
3.3.4 光催化降解四环素 |
3.3.5 活性氧化物的作用 |
3.3.6 HTFT光催化稳定性 |
3.4 本章小结 |
第四章 银纳米粒子限域的层次结构中空TiO_2 体系的构建 |
4.1 前言 |
4.2 实验 |
4.2.1 实验试剂及仪器 |
4.2.2 中空TiO_2(HT)的制备 |
4.2.3 中空TiO_2-Ag(HTA)的制备 |
4.2.4 中空TiO_2-Ag@TiO_2(HTAT)的制备 |
4.2.5 化学表征 |
4.2.6 光催化性能测试 |
4.3 结果和讨论 |
4.3.1 层次结构中空TiO_2-Ag@TiO_2 的制备 |
4.3.2 晶体结构和键合属性 |
4.3.3 紫外-可见光吸收光谱 |
4.3.4 光催化降解四环素 |
4.3.5 活性氧化物的作用 |
4.3.6 四环素的降解机理和路径 |
4.3.7 HTAT光催化稳定性 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论、创新性及进一步工作建议 |
5.1 结论 |
5.2 创新性 |
5.3 进一步工作建议 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间发表的学术论文及其他科研成果 |
(10)生物质多元共掺杂TiO2的同步合成、光催化活性及表征分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 半导体光催化技术简介 |
1.2 TiO_2光催化机理及其分析 |
1.2.1 TiO_2晶型结构 |
1.2.2 TiO_2光催化存在的主要问题 |
1.2.3 提高TiO_2光催化活性的策略 |
1.3 纳米TiO_2的基本制备方法 |
1.3.1 溶胶凝胶法 |
1.3.2 水热法 |
1.3.3 溶剂热法 |
1.3.4 反相微乳液法 |
1.3.5 气相沉积法 |
1.4 纳米TiO_2的应用 |
1.4.1 光催化转化太阳能 |
1.4.2 光催化去污和自清洁 |
1.4.3 超电容 |
1.4.4 太阳能电池 |
1.5 纳米TiO_2的常用表征技术 |
1.5.1 形貌分析 |
1.5.2 X-射线衍射 |
1.5.3 X射线光电子能谱仪 |
1.5.4 拉曼光谱 |
1.5.5 红外光谱分析 |
1.5.6 热重分析 |
1.5.7 BET分析 |
1.5.8 紫外-可见漫反射光谱 |
1.5.9 光催化性能表征 |
1.6 TiO_2的改性方法 |
1.6.1 贵金属表面沉积 |
1.6.2 光敏化 |
1.6.3 半导体复合 |
1.6.4 导电聚合物改性 |
1.6.5 掺杂改性 |
1.7 本论文研究意义、研究内容及创新点 |
1.7.1 本论文的研究意义 |
1.7.2 本论文的主要研究内容及生物质体系选择依据 |
1.7.3 研究目标 |
1.7.4 本论文解决的主要科学问题 |
1.7.5 本论文方案的可行性分析 |
1.7.6 本论文的创新点 |
第2章 C、N共掺锐钛矿TiO_2的缺陷形成能和能带结构分析 |
2.1 引言 |
2.2 理论模型与计算方法 |
2.2.1 理论模型 |
2.2.2 计算方法 |
2.3 光催化剂的制备及光催化活性评价 |
2.3.1 实验原料 |
2.3.2 光催化剂的制备 |
2.3.3 光催化活性评价 |
2.4 计算结果分析与讨论 |
2.4.1 掺杂体系的结构优化 |
2.4.2 不同体系的缺陷形成能 |
2.4.3 不同体系的能带结构 |
2.4.4 理论计算与实验结果的对比 |
2.5 本章小结 |
第3章 油脂改性TiO_2复合催化剂的制备及其可见光催化性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验仪器 |
3.2.2 实验试剂 |
3.2.3 催化剂的制备 |
3.2.4 催化剂的表征 |
3.2.5 可见光催化活性评价 |
3.2.6 电化学分析 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 光催化活性及复合催化剂最佳制备工艺的确定 |
3.3.2 元素分析 |
3.3.3 XRD分析 |
3.3.4 SEM分析 |
3.3.5 紫外可见漫反射 |
3.3.6 PL分析 |
3.3.7 复合材料的电化学性能 |
3.4 本章小结 |
第4章 可溶性淀粉改性TiO_2复合催化剂的制备及其可见光催化性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试剂与仪器 |
4.2.2 催化剂的制备 |
4.2.3 可见光催化活性评价 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 SEM分析 |
4.3.2 XRD分析 |
4.3.3 XPS分析 |
4.3.4 DRS分析 |
4.3.5 FTIR分析 |
4.3.6 可见光催化活性 |
4.4 本章小结 |
第5章 糖类改性多元共掺TiO_2的超声同步合成及其表征分析 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 仪器与试剂 |
5.2.2 实验方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 复合催化剂的XPS分析 |
5.3.2 复合催化剂的紫外-可见漫反射分析 |
5.3.3 催化剂的FTIR分析 |
5.3.4 催化剂的PL分析 |
5.3.5 催化剂的XRD物相表征 |
5.3.6 光催化活性 |
5.4 本章小结 |
第6章 粳米浸出液改性纳米TiO_2的制备及其结构表征 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验药品和仪器 |
6.2.2 生物质复合纳米TiO_2的制备 |
6.2.3 光催化活性评价 |
6.2.4 催化剂的表征 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 样品的光催化活性 |
6.3.2 表征结果分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简介与科研成果 |
四、水热法合成在可见光照射下具有高催化活性的纳米TiO_2催化剂(英文)(论文参考文献)
- [1]锑基或钛基光催化剂制备及其对水环境中抗生素的降解研究[D]. 韩秀萍. 西安理工大学, 2021
- [2]α-Fe2O3@TiO2核壳的制备及其光催化性能研究[D]. 李满园. 沈阳化工大学, 2021(02)
- [3]苯基膦酸类金属配合物及复合材料的合成与催化性能研究[D]. 李爱红. 北京交通大学, 2021(02)
- [4]基于Fe3O4的钛、钌基复合纳米材料的合成及光催化性能研究[D]. 张奇. 扬州大学, 2021(02)
- [5]TiO2/MoS2(CuS)异质结构光电催化性能研究[D]. 周芳. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [6]聚苯酚-二氧化钛复合材料的制备及其可见光催化性能研究[D]. 徐先魁. 河南大学, 2020(02)
- [7]MoO3复合材料的制备及光催化降解典型有机污染物的研究[D]. 宋友桂. 华东理工大学, 2020(01)
- [8]基于TiO2的柔性纳米复合纤维的制备及其在光催化方面的应用[D]. 张志广. 青岛大学, 2019(07)
- [9]层次结构中空TiO2光催化剂的构建及其性能研究[D]. 赵仕东. 江苏大学, 2019(02)
- [10]生物质多元共掺杂TiO2的同步合成、光催化活性及表征分析[D]. 赵林. 华侨大学, 2019(01)