本文關(guān)鍵詞：鈦酸鍶基復(fù)合材料的合成及其光催化性能研究

  更多相關(guān)文章： SrTiO_3 復(fù)合粉體 形貌調(diào)控 光催化性能

【摘要】：SrTiO_3具有穩(wěn)定的鈣鈦礦結(jié)構(gòu),作為光催化劑迄今已成為環(huán)境友好光催化劑最佳候選材料之一。SrTiO_3對光的響應(yīng)范圍較窄(200 nmλ400 nm),所以對SrTiO_3基粉體進(jìn)行多元復(fù)合是有效提高其光催化效率的方法。本論文以無定型TiO_2為模板,通過水熱法、溶劑熱法以及溶膠包覆法合成出分散性良好,性能穩(wěn)定的TiO_2/SrTiO_3、ZnO/TiO_2/SrTiO_3復(fù)合粉體。討論了工藝參數(shù)對粉體形貌、晶型以及光催化性能的影響,提出了一種簡單可控,成本較低的復(fù)合材料制備工藝。主要研究內(nèi)容如下:(1)以無定型TiO_2為模板通過水熱工藝制備出制備形貌可控的TiO_2/SrTiO_3復(fù)合微球。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:堿濃度對TiO_2/SrTiO_3復(fù)合微球的形貌有著重要影響。堿濃度為0.10 M,170°C水熱3 h可以得到結(jié)晶良好的TiO_2/SrTiO_3復(fù)合微球;堿濃度為0 M,200°C水熱6 h可以制備得到具有核殼結(jié)構(gòu)的TiO_2/SrTiO_3異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料,對其進(jìn)行熱處理可得到空心TiO_2/SrTiO_3異質(zhì)結(jié)材料;所制備樣品具有優(yōu)異的光催化性能,紫外光照下70 min內(nèi)完全使亞甲基藍(lán)溶液降解褪色。(2)以H_2O/EG、H_2O/DMF為溶劑制備出具有分級結(jié)構(gòu)的TiO_2/SrTiO_3復(fù)合粉體。結(jié)果表明:當(dāng)H_2O/EG體積比為10/70時,170°C水熱6 h可以得到絨球狀TiO_2/SrTiO_3復(fù)合粉體,該樣品經(jīng)700°C熱處理后可以得到荔枝狀的SrTiO_3基復(fù)合粉體,其比表面積為37.41 m2/g。當(dāng)以H_2O/DMF體積比為20/60為溶劑時,所制備粉體經(jīng)700°C熱處理后的樣品為TiO_2/SrTiO_3復(fù)合粉體,分級結(jié)構(gòu)的存在使樣品對污染物有很好的吸附效果,并能在短時間內(nèi)降解亞甲基藍(lán)污染物。(3)采用溶膠包覆法結(jié)合水浴處理,進(jìn)一步制備出分散性較好的ZnO/TiO_2/SrTiO_3異質(zhì)結(jié)復(fù)合微球。該材料直徑為1μm,以微米級TiO_2/SrTiO_3為核,表面包覆一層ZnO晶體。其光催化性能比單一組元的晶體有了明顯提高。
【關(guān)鍵詞】：SrTiO_3 復(fù)合粉體 形貌調(diào)控 光催化性能
【學(xué)位授予單位】：天津城建大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB33;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 引言8
• 1.2 光催化及半導(dǎo)體光催化劑8-13
• 1.2.1 半導(dǎo)體光催化原理9-10
• 1.2.2 半導(dǎo)體光催化劑的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.3 半導(dǎo)體光催化劑活性的影響因素12-13
• 1.3 鈣鈦礦化合物及鈣鈦礦型催化劑13
• 1.4 鈦酸鍶光催化劑13-16
• 1.4.1 SrTiO_3的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)13-14
• 1.4.2 SrTiO_3的制備方法14
• 1.4.3 SrTiO_3光催化劑研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4.4 提高SrTiO_3光催化性能的途徑15-16
• 1.5 選題思路及主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 水熱法中鈦酸鍶基粉體形貌的調(diào)控及其光催化性能18-35
• 2.1 引言18
• 2.2 TiO_2/SrTiO_3復(fù)合微球的制備18-24
• 2.2.1 合成方法及表征18-19
• 2.2.2 不同水熱條件對粉體形貌及晶體結(jié)構(gòu)的影響19-22
• 2.2.3 TiO_2/SrTiO_3復(fù)合微球的生長機(jī)理22-23
• 2.2.4 TiO_2/SrTiO_3復(fù)合微球光催化活性分析23-24
• 2.3 核殼結(jié)構(gòu)TiO_2/SrTiO_3及空心結(jié)構(gòu)TiO_2/SrTiO_3異質(zhì)結(jié)的制備24-34
• 2.3.1 合成方法及表征24
• 2.3.2 水熱溫度以及熱處理對粉體形貌的影響24-26
• 2.3.3 熱處理前后粉體晶型及結(jié)構(gòu)變化26-30
• 2.3.4 核殼結(jié)構(gòu)TiO_2/SrTiO_3及空心結(jié)構(gòu)TiO_2/SrTiO_3異質(zhì)結(jié)的生長機(jī)理分析30-31
• 2.3.5 樣品光催化性能及機(jī)理分析31-34
• 2.4 結(jié)論34-35
• 第三章 有機(jī)溶劑對鈦酸鍶基粉體形貌的調(diào)控及其光催化性能35-49
• 3.1 引言35
• 3.2 EG/H_2O-NaOH體系中SrTiO_3基粉體形貌的調(diào)控35-44
• 3.2.1 合成方法及表征35-36
• 3.2.2 不同溶劑配比對粉體形貌的影響36
• 3.2.3 熱處理對不同溶劑配比所制備粉體形貌的影響36-38
• 3.2.4 水熱時間及熱處理對制備粉體晶型結(jié)構(gòu)的影響38-40
• 3.2.5 荔枝狀樣品晶型結(jié)構(gòu)及形貌分析40-43
• 3.2.6 制備樣品光催化性能分析43-44
• 3.3 DMF/H_2O-NaOH體系SrTiO_3基粉體形貌的調(diào)控44-48
• 3.3.1 樣品的制備及表征44
• 3.3.2 不同溶劑配對比及熱處理對粉體形貌的影響44-46
• 3.3.3 不同溶劑配比對制備粉體晶型的影響46-47
• 3.3.4 不同溶劑配比制備樣品光催化性能47-48
• 3.4 結(jié)論48-49
• 第四章 ZnO/TiO_2/SrTiO_3復(fù)合微球的制備及性能49-59
• 4.1 引言49
• 4.2 ZnO/TiO_2/SrTiO_3的合成方法及表征49-50
• 4.2.1 合成方法及表征49-50
• 4.2.2 ZnO/TiO_2/SrTiO_3能帶關(guān)系圖50
• 4.3 TiO_2/SrTiO_3前驅(qū)體為核復(fù)合ZnO50-57
• 4.3.1 ZnO種子層包覆TiO_2/SrTiO_3前驅(qū)體50-51
• 4.3.2 水浴過程中ZnO復(fù)合TiO_2/SrTiO_3微球形貌及晶型結(jié)構(gòu)的調(diào)控51-56
• 4.3.3 制備樣品形貌形成原理分析56-57
• 4.4 樣品光催化性能檢測57-58
• 4.5 結(jié)論58-59
• 第五章 結(jié)論與展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-67
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文和參加科研情況說明67-68
• 致謝68-69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫磊;;淺談地下水污染及修復(fù)[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2015年19期

2 孫萍;;地下水污染途徑、危害及其防治問題淺析[J];科技與企業(yè);2015年11期

3 賴小勇;王呈睿;金泉;于然波;王丹;;鈦酸鍶花狀分級納米結(jié)構(gòu)的合成與光催化性質(zhì)研究（英文）[J];Science China Materials;2015年03期

4 李躍軍;曹鐵平;王長華;邵長路;;原位水熱合成SrTiO_3/TiO_2復(fù)合納米纖維及光催化性能[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2011年11期

5 王蒙;郭鵬慧;郭烈錦;;氧化鋅前驅(qū)體對(Ga_(1-x)Zn_x)(N_(1-x)O_x)固溶體分解純水產(chǎn)氫活性的影響[J];太陽能學(xué)報(bào);2011年07期

6 潘烈群;盧晗鋒;殷操;俞河;黃海鳳;;制備方法對SrTiO_3可見光光催化活性的影響[J];中國稀土學(xué)報(bào);2011年03期

7 劉志鋒;雅菁;辛穎;鄂磊;趙丹;;氧化鋅薄膜的陰極電沉積法制備及性能[J];天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報(bào);2009年03期

8 張昊;暢柱國;崔斌;;化學(xué)共沉淀法制備鈦酸鍶納米粉體新工藝[J];電子元件與材料;2009年06期

9 王桂,王延吉,宋寶俊,許永權(quán);Co-SrTiO_3上光催化分解水制氫的性能研究[J];無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2003年09期

10 徐明霞,鄭嘹贏,孫清池,楊義敏,徐廷獻(xiàn);無機(jī)鹽原料溶膠-凝膠工藝合成高純超細(xì)鈦酸鍶粉料[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2000年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李娜娜;鈣鈦礦型與雙鈣鈦礦型氧化物的電磁特性及其高壓研究[D];吉林大學(xué);2014年

2 婁在祝;幾種銀基光催化材料制備及其結(jié)構(gòu)與性能的研究[D];山東大學(xué);2014年

3 李娣;幾種半導(dǎo)體光催化劑的制備及光催化性能研究[D];南開大學(xué);2014年

4 李軍偉;稀土改性空心玻璃微珠復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)及性能研究[D];天津大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 羅曼;新結(jié)構(gòu)復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑的可控合成與性能研究[D];中南民族大學(xué);2013年

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本文編號：604334