本文關(guān)鍵詞：二氧化鈦基納米材料的制備及其光催化性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人們對(duì)自然資源的過(guò)度開(kāi)采、高能耗高污染企業(yè)的迅速崛起等因素使環(huán)境污染問(wèn)題隨之日趨嚴(yán)重,工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水以及城鄉(xiāng)居民生活污水無(wú)節(jié)制的排放加速了各水系及近海水質(zhì)的惡化,尋找一個(gè)合理處理廢污水的方法迫在眉睫。由于半導(dǎo)體光催化技術(shù)高效、節(jié)能、清潔無(wú)毒,在降解和消除有機(jī)污染物、處理廢污水等方面顯示出了無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì),尤其二氧化鈦,由于其儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、安全無(wú)毒、具有較高的光催化活性等優(yōu)勢(shì),被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的光催化劑之一。但是二氧化鈦材料自身的一些缺陷限制了其在光催化降解有機(jī)污染物方面的應(yīng)用,為了克服這些難題,各種結(jié)構(gòu)及改性二氧化鈦材料的制備得到了大力開(kāi)發(fā),在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)仍需要進(jìn)一步的探索。本論文為了提高二氧化鈦材料的光催化性能制備出了具有極大比表面積的空心球和納米管結(jié)構(gòu)的TiO_2,并采用石墨烯包覆和Ag納米顆粒修飾的方法進(jìn)行改性,取得了以下成果:(1)利用模板法以SiO_2微球?yàn)闋奚０逯苽涑龇稚⑿院?尺寸均勻、完整的TiO_2空心球。在800℃下退火時(shí)仍然保持完整的、單分散的空心球狀結(jié)構(gòu),光催化性能相比其他退火溫度更加優(yōu)異。(2)堿熱法制備TiO_2納米管,對(duì)制備好的TiO_2納米管采用不同的溫度進(jìn)行退火,探究退火溫度對(duì)TiO_2納米管形貌及光催化性能的影響,出于降低能耗和經(jīng)濟(jì)成本等角度的考慮選擇450℃為最佳退火溫度,退火后的樣品為單分散的納米管,光催化性能較好。(3)為了進(jìn)一步提高所制備的TiO_2空心球和納米管的光催化性能,對(duì)空心球及納米管結(jié)構(gòu)的TiO_2材料進(jìn)行改性。本論文中主要采用兩種方法:一是用改良的Hummers法制備具有巨大比表面積的氧化石墨烯來(lái)分別包覆TiO_2空心球及納米管,最后通過(guò)還原得到導(dǎo)電性良好的石墨烯包覆的TiO_2空心球及納米管;二是采用Ag納米顆粒來(lái)修飾TiO_2空心球及納米管。這兩種方法在實(shí)驗(yàn)中都進(jìn)一步改善了TiO_2空心球及納米管的光催化活性,在未來(lái)的大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用中具有很大的潛力。
【關(guān)鍵詞】：TiO_2 空心球 納米管 石墨烯 Ag納米顆粒 光催化
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.1;O643.36
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 光催化綜述8-9
• 1.2 二氧化鈦材料在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用9-10
• 1.3 提高二氧化鈦納米材料光催化性能的途徑10-13
• 1.3.1 負(fù)載11
• 1.3.2 金屬或非金屬元素?fù)诫s11
• 1.3.3 貴金屬或?qū)щ姺墙饘俚膹?fù)合11-12
• 1.3.4 窄帶隙半導(dǎo)體的復(fù)合12
• 1.3.5 光敏化12-13
• 1.4 選題意義和研究?jī)?nèi)容13-14
• 第二章 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器及設(shè)備14-17
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及試劑14
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備14-15
• 2.3 樣品形貌及性能的表征15-17
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡15
• 2.3.2 透射電子顯微鏡15-16
• 2.3.3 X射線衍射儀16
• 2.3.4 光催化設(shè)備16-17
• 第三章 二氧化硅微球及氧化石墨烯的制備與表征17-25
• 3.1 二氧化硅微球的制備與表征17-23
• 3.1.1 正硅酸乙酯的水解機(jī)理17-18
• 3.1.2 酸性條件下制備二氧化硅微球18-19
• 3.1.3 堿性條件下制備二氧化硅微球19-23
• 3.2 氧化石墨烯的制備與表征23-25
• 第四章 二氧化鈦空心球的光催化性能研究及改良25-44
• 4.1 模板法簡(jiǎn)介25-26
• 4.2 二氧化鈦空心球的制備及表征26-35
• 4.2.1 模板法制備二氧化鈦空心球的實(shí)驗(yàn)方法26
• 4.2.2 二氧化鈦空心球的形成機(jī)理26-30
• 4.2.3 退火溫度對(duì)二氧化鈦空心球結(jié)構(gòu)的影響30-35
• 4.3 二氧化鈦空心球光催化性能的研究35-38
• 4.4 提高二氧化鈦空心球光催化性能的措施38-44
• 4.4.1 石墨烯包覆二氧化鈦空心球以改善其光催化性能38-40
• 4.4.2 銀納米顆粒修飾二氧化鈦空心球以改善其光催化性能40-44
• 第五章 二氧化鈦納米管的光催化性能研究及改良44-58
• 5.1 二氧化鈦納米管的制備44-46
• 5.1.1 堿熱法制備二氧化鈦納米管的實(shí)驗(yàn)方法44
• 5.1.2 堿熱法制備二氧化鈦納米管的反應(yīng)機(jī)理44-46
• 5.2 退火溫度對(duì)二氧化鈦納米管光催化性能的影響46-52
• 5.3 提高二氧化鈦納米管光催化性能的措施52-58
• 5.3.1 石墨烯包覆二氧化鈦納米管以改善其光催化性能52-54
• 5.3.2 銀納米顆粒修飾二氧化鈦納米管以改善其光催化性能54-58
• 第六章 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 在學(xué)期間的研究成果64-65
• 致謝65

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本文編號(hào)：271553