本文關(guān)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(xué)》 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(lái)，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(dǎo)體材料因其廉價(jià)、無(wú)毒、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)進(jìn)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(fù)極材料。但是其作為光催化劑時(shí)，其能帶較寬，對(duì)光源具有選擇性，而作為鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)，其理論容量又相對(duì)較低。本文針對(duì)以上缺點(diǎn)，通過(guò)對(duì)二氧化鈦進(jìn)行摻雜改性，以提高其催化活性和電化學(xué)性能。 （1）以鈦酸四丁酯為鈦源，通過(guò)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(zhì)（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(yīng)以制備性能優(yōu)異的二氧化鈦納米管。并通過(guò)控制摻雜量、煅燒溫度、煅燒時(shí)間研究其對(duì)二氧化鈦形貌、光催化活性、電化學(xué)性能的影響。 （2）通過(guò)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(shí)間對(duì)二氧化鈦納米管的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)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(zhǎng)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(shí)間對(duì)二氧化鈦納米管光催化性能的影響，通過(guò)設(shè)計(jì)單因素實(shí)驗(yàn)以及正交實(shí)驗(yàn)，來(lái)確定最佳工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e1.5%-TiO2在煅燒溫度為500℃，煅燒時(shí)間為3.5h時(shí)，光催化效率最高，在汞燈照射下降解亞甲基藍(lán)經(jīng)60min后，降解率達(dá)98.8%。 （4）對(duì)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(shí)，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(guò)100圈循環(huán)后，其容量仍保持在195mAh/g。而過(guò)多鐵離子的存在會(huì)影響到鋰離子在晶體表面的脫嵌，從而影響離子擴(kuò)散速度，，使其容量下降。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ134.11;TB383.1
【目錄】：

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