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纳米二氧化钛水热制备与其光催化性能

收藏本文 2024-04-03 点赞:21866 浏览:97121 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:纳米二氧化钛作为一种新型的无机,具有无毒、化学性能稳定、高氧化性以及良好的光电转化和光催化性能。在催化治理环境问题、太阳能敏化电池等应用广泛。本论文主要对纳米二氧化钛的水热制备,铁、银元素改性及光催化处理污水等研究。水热法制备纳米二氧化钛和催化性能研究。以钛酸丁酯和乙醇作为反应前驱体,改变体系的PH值、水热温度、物料添加比例和,实现了系列样品的制备。以X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)等实验测试技术表征为基础,研究制备条件对产物晶型、大小和形貌的影响,以及对应催化性能的好坏。对产物光催化实验,蓝溶液作为模拟污染物,催化实验结果指导和优化制备。水热法制备纳米二氧化钛的最佳工艺参数。为了拓展纳米二氧化钛对可见光的利用率,对其掺杂改性研究。分别水热法和光沉积法制备掺铁、掺银的纳米二氧化钛。研究不同掺杂比例下样品的光催化性能。,最佳掺杂比例,掺杂样品在可见光下表现出很好的光响应。为使催化剂便于循环利用,初步探究磁性球负载纳米二氧化钛的制备及其光催化性能。的创新点:(1)掺杂样品的可见光相应波长拓展到了汞灯577nm。并且,在此波长下样品呈现出很好的光催化效果。(2)探索性研究磁性催化剂的制备及其催化活性,所得样品达到分离的目的,并且有一定光催化效果。关键词:水热法论文纳米二氧化钛论文掺杂论文光催化论文

    摘要4-5

    Abstract5-8

    章 绪论8-18

    1.1 前言8-9

    1.2 二氧化钛的结构及光催化原理9-11

    1.2.1 晶体结构9

    1.2.2 能带结构9-10

    1.2.3 去活化10

    1.2.4 光催化类型和机理10-11

    1.3 光催化的影响因素11-13

    1.3.1 晶粒大小11-12

    1.3.2 晶型12

    1.3.3 表面羟基化和结构的影响12

    1.3.4 光催化体系中的影响因素12-13

    1.4 催化剂的改进方法13-16

    1.4.1 贵金属沉积13

    1.4.2 金属离子掺杂13-14

    1.4.3 非金属修饰14

    1.4.4 半导体修饰14-15

    1.4.5 负载15-16

    1.5 二氧化钛的光催化应用16-17

    1.5.1 光催化处理污水16

    1.5.2 在抗菌的应用16

    1.5.3 对大气的净化16-17

    1.6 本论文的主要研究内容17-18

    章 样品的制备方法及表征手段18-26

    2.1 水热法制备纳米二氧化钛18-19

    2.1.1 前躯体的配制对产物的影响18

    2.1.2 水热温度对产物的影响18

    2.1.3 反应时间对产物的影响18-19

    2.1.4 PH 值对产物的影响19

    2.2 光沉积法制备银掺杂二氧化钛19-20

    2.2.1 沉积金属的光谱特性19-20

    2.2.2 沉积金属的电子结构和界面特性20

    2.3 光催化性能实验测定20-22

    2.4 样品的表征方法22-26

    2.4.1 X-射线衍射(XRD)22-23

    2.4.2 透射电子显微镜(TEM)23-24

    2.4.3 扫描电子显微分析技术(SEM)24

    2.4.4 紫外-可见分光光度计24-26

    章 纳米二氧化钛的水热制备及催化活性研究26-41

    3.1 纳米二氧化钛的水热法制备26-29

    3.1.1 合成原理26

    3.1.2 实验试剂及仪器26-27

    3.1.3 工艺流程27-29

    3.2 样品的结构和性质29-35

    3.2.1 PH 值对晶体性能的影响29-31

    3.2.2 水热温度晶体性能的影响31-34

    3.2.3 水热结晶机理讨论实验结果34-35

    3.3 纳米二氧化钛的光催化性能研究35-40

    3.3.1 蓝空白试验36

    3.3.2 不同物料配比下样品的光催化性能36-37

    3.3.3 不同物料添加下样品的催化性能37

    3.3.4 不同PH 值下制备样品的催化性能37-38

    3.3.5 不同水热温度下制备样品的催化性能38-39

    3.3.6 光源对催化效果的影响39-40

    3.4 小结40-41

    章 铁掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化研究41-48

    4.1 铁离子掺杂的优势41

    4.2 铁掺杂纳米二氧化钛的制备41-42

    4.2.1 试剂与原料41-42

    4.2.2 实验42

    4.3 铁掺杂纳米二氧化钛的结构和表征42-44

    4.4 铁掺杂纳米二氧化钛的光催化研究44-47

    4.4.1 紫外灯下铁掺杂样品的催化效果44-45

    4.4.2 汞灯下样品 Fe-1 的光催化效果45-46

    4.4.3 577nm 波长下铁掺杂样品的催化效果46-47

    4.5 小结47-48

    第五章 银掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化研究48-53

    5.1 银掺杂纳米二氧化钛的制备48

    5.1.1 试剂与原料48

    5.1.2 实验48

    5.2 银掺杂纳米二氧化钛的结构和表征48-50

    5.3 银掺杂纳米二氧化钛的光催化研究50-51

    5.4 小结51-53

    第六章 磁性二氧化钛催化剂的制备及后期展望53-56

    6.1 负载型纳米二氧化钛的制备53

    6.2 催化剂结构和性能分析53-54

    6.3 负载型纳米二氧化钛的光催化研究54-55

    6.4 小结及后期工作展望55-56

    56-57

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