本文關鍵詞：鐵摻雜二氧化鈦納米管的制備及其光催化與電性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學》 2015年

鐵摻雜二氧化鈦納米管的制備及其光催化與電性能研究

高曉曦  

【摘要】：近年來，隨著工業(yè)的快速崛起和科技的飛速發(fā)展，二氧化鈦半導體材料因其廉價、無毒、結構穩(wěn)定等特點進入人們的視野。二氧化鈦不僅是性能優(yōu)異的顏料，更是催化效率高的光催化劑，并是充放電電壓高的鋰離子負極材料。但是其作為光催化劑時，其能帶較寬，對光源具有選擇性，而作為鋰離子電池負極材料時，其理論容量又相對較低。本文針對以上缺點，通過對二氧化鈦進行摻雜改性，以提高其催化活性和電化學性能。 （1）以鈦酸四丁酯為鈦源，通過溶膠-凝膠法制備納米二氧化鈦，并加入不同濃度的鐵摻雜物質（九水合硝酸鐵），并經(jīng)烘干、煅燒，將產(chǎn)物在堿性溶液里水熱反應以制備性能優(yōu)異的二氧化鈦納米管。并通過控制摻雜量、煅燒溫度、煅燒時間研究其對二氧化鈦形貌、光催化活性、電化學性能的影響。 （2）通過X射線衍射（XRD）、透射電鏡（TEM）、EDS等表征分析，研究摻雜濃度、煅燒溫度、煅燒時間對二氧化鈦納米管的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當鐵摻雜量為1.5%，并將樣品于500℃煅燒3.5h后所制備的二氧化鈦為納米管，管長為100nm左右，且為金紅石與銳鈦礦的混晶相。 （3）研究不同鐵摻雜量、不同煅燒溫度及煅燒時間對二氧化鈦納米管光催化性能的影響，通過設計單因素實驗以及正交實驗，來確定最佳工藝參數(shù)。實驗發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e1.5%-TiO2在煅燒溫度為500℃，煅燒時間為3.5h時，光催化效率最高，在汞燈照射下降解亞甲基藍經(jīng)60min后，降解率達98.8%。 （4）對比研究純二氧化鈦、摻雜Fe-1%、Fe-1.5%、Fe-2%二氧化鈦的鋰電性能，研究發(fā)現(xiàn)，摻雜Fe-1.5%時，其鋰電性能優(yōu)異，在0.2C下，首先放電比容量為265mAh/g，經(jīng)過100圈循環(huán)后，其容量仍保持在195mAh/g。而過多鐵離子的存在會影響到鋰離子在晶體表面的脫嵌，從而影響離子擴散速度，，使其容量下降。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ134.11;TB383.1
【目錄】：

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