本文旨在提高納米TiO2的太陽能利用率和量子化效率,開發(fā)可見光響應(yīng)高性能TiO2納米復(fù)合光催化劑,為利用光催化技術(shù)治理環(huán)境污染提供高性能光催化新材料。首次利用微波水熱法,以TiCl4為鈦源,不采用有機(jī)溶劑,無需焙燒處理,縮短反應(yīng)時(shí)間（僅需十幾分鐘）,成功制備了新型高性能Nd-N-P-TiO2納米復(fù)合光催化劑（記為NdNPTO）。采用XRD、TEM、BET、XPS、FT-IR、EPR、DRS、光電化學(xué)性能測試等表征手段對(duì)NdNPTO納米光催化劑進(jìn)行系統(tǒng)表征。在模擬太陽光照射下,Nd-N-P三元摻雜樣品光催化降解4-氯酚（4-CP）的活性最高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于商品P25 TiO2,可廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染治理。20 mg/L 4-CP在0.8 g/L NdNPTO分散液中,經(jīng)模擬太陽光照射2 h TOC去除率達(dá)83.59%,進(jìn)一步延長光照時(shí)間4-CP將徹底礦化。自由基捕獲實(shí)驗(yàn)證實(shí),光催化氧化過程中溶液中·OH直接進(jìn)攻目標(biāo)污染物,而?O2-經(jīng)質(zhì)子化形成?OH,再降解4-CP。NdNPTO光催化性能的提高應(yīng)歸因于Nd-N-P三元摻雜協(xié)同作用減少了光生電子-空穴復(fù)合,增加了表面Ti4+–O2-–Ti4+–O... 

【文章來源】：哈爾濱師范大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 納米光催化劑研究現(xiàn)狀
        1.1.1 非TiO_2基光催化劑研究現(xiàn)狀
        1.1.2 納米TiO_2光催化劑研究現(xiàn)狀
    1.2 納米TiO_2光催化劑的改性研究現(xiàn)狀
        1.2.1 摻雜改性
        1.2.2 半導(dǎo)體耦合
        1.2.3 貴金屬沉積
        1.2.4 有機(jī)染料敏化
        1.2.5 超強(qiáng)酸化
        1.2.6 碳材料修飾
    1.3 納米TiO_2光催化劑的制備研究現(xiàn)狀
        1.3.1 氣相法
        1.3.2 液相法
        1.3.3 固相法
    1.4 納米TiO_2光催化劑的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
        1.4.1 污水處理
        1.4.2 空氣凈化
        1.4.3 固體廢物處理
        1.4.4 消毒殺菌
        1.4.5 自潔凈
    1.5 本文的立題依據(jù)與研究內(nèi)容
        1.5.1 立題依據(jù)
        1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 微波水熱法以TiCl4水解制備TiO_2納米復(fù)合光催化劑
        2.3.2 光催化劑的表征
        2.3.3 TiO_2納米光催化劑的光活性評(píng)價(jià)
第3章 Nd-N-P-TiO_2納米光催化劑的微波水熱法制備及太陽光活性提高的協(xié)同機(jī)制
    3.1 引言
    3.2 Nd-N-P-TiO_2納米光催化劑的微波水熱法制備工藝研究
        3.2.1 微波輻射時(shí)間對(duì)Nd-N-P-TiO_2納米粒子光催化活性的影響
        3.2.2 水熱溫度對(duì)Nd-N-P-TiO_2納米粒子光催化活性及晶格畸變度的影響
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 TEM分析
        3.3.3 BET分析
        3.3.4 XPS分析
        3.3.5 FT-IR分析
        3.3.6 EPR分析
        3.3.7 UV-vis吸收光譜分析
        3.3.8 光電化學(xué)性能測試
        3.3.9 Nd-N-P三元摻雜對(duì)TiO_2光催化活性的影響及協(xié)同機(jī)理探討
    3.4 本章小結(jié)
第4章 La-N-P-TiO_2納米光催化劑的微波水熱法制備及太陽光活性提高的協(xié)同機(jī)制
    4.1 引言
    4.2 La-N-P-TiO_2納米光催化劑的微波水熱法制備工藝研究
        4.2.1 微波輻射時(shí)間對(duì)La-N-P-TiO_2納米粒子光催化活性的影響
        4.2.2 水熱溫度對(duì)La-N-P-TiO_2納米粒子光催化活性的影響
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 XRD分析
        4.3.2 TEM分析
        4.3.3 BET分析
        4.3.4 XPS分析
        4.3.5 EPR分析
        4.3.6 UV-vis吸收光譜分析
        4.3.7 光電化學(xué)性能測試
        4.3.8 La-N-P三元摻雜對(duì)TiO_2光催化活性的影響及協(xié)同機(jī)理探討
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽光下高光催化活性Pr-N-P三元摻雜銳鈦礦TiO2納米片（英文）[J]. 姜洪泉,王巧鳳,李世洋,李井申,王慶元.  催化學(xué)報(bào). 2014(07)



本文編號(hào)：3610124