發(fā)布時(shí)間：2023-05-04 02:07

　　近些年,由于微環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)污染問題比較嚴(yán)重,人們對(duì)其給予了越來越多的關(guān)注。常見的毒性較大的VOCs有苯、甲醛、硝基苯等,當(dāng)VOCs濃度超過一定值時(shí),他們將直接危害著人們的身體健康,且又是PM2.5的主要前體物。半導(dǎo)體二氧化鈦具有價(jià)格便宜、無毒且易制得、化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,具有很強(qiáng)的抗腐蝕性、導(dǎo)帶上的電子和價(jià)帶上的空穴具有很強(qiáng)的氧化—還原能力的特點(diǎn),它被廣泛作為光催化劑用于微環(huán)境中VOCs的光催化降解的研究和實(shí)踐中。但二氧化鈦的禁帶寬度大,不能被可見光激發(fā)活化,存在自然光的利用率低的問題。因此通過摻雜改性來增強(qiáng)二氧化鈦光催化材料對(duì)可見光的響應(yīng)是近年來國內(nèi)外最活躍的研究方向之一。本文對(duì)二氧化鈦納米管用于揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的光催化降解實(shí)驗(yàn)研究和模擬計(jì)算進(jìn)行了綜述,在參考大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,采用基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算了摻雜方式和Fe摻雜量對(duì)銳鈦礦Fe/TiO₂(001)的能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度的影響、苯分子和甲苯分子在不同種摻雜Fe/TiO₂(001)上的吸附能和吸附位的關(guān)系。計(jì)算結(jié)果表明:表面間隙摻雜比替位摻雜更利于減小Ti...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 揮發(fā)性有機(jī)物
        1.2.1 定義
        1.2.2 來源及危害
    1.3 TiO₂的光催化原理
    1.4 二氧化鈦納米管
        1.4.1 制備方法
        1.4.2 陽極氧化法形成機(jī)理
        1.4.3 形成過程
    1.5 摻雜二氧化鈦納米管的制備與特點(diǎn)
        1.5.1 制備方法
        1.5.2 復(fù)合納米管陣列
    1.6 摻雜二氧化鈦納米管對(duì)VOCs光催化降解
    1.7 基于第一性原理的TiO₂表面吸附及光催化的研究現(xiàn)狀
    1.8 主要研究?jī)?nèi)容
    1.9 研究路線圖
第2章 第一性原理和密度泛函理論
    2.1 引言
    2.2 第一性原理計(jì)算方法概述
    2.3 密度泛函理論
        2.3.1 Hohenberg‐Kohn定理
        2.3.2 Kohn‐Sham定理
        2.3.3 交換關(guān)聯(lián)能泛函
    2.4 VASP軟件介紹
第3章 Fe摻雜銳鈦礦型TiO₂(001)表面光催化性的第一性原理研究
    3.1 引言
    3.2 摻雜位置與摻雜濃度對(duì)禁帶寬度的影響
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.2.3 結(jié)果與討論
    3.3 苯在Fe摻雜TiO₂(001)表面的吸附特性
        3.3.1 摻雜位置與摻雜濃度對(duì)吸附能的影響
        3.3.2 Fe原子摻雜濃度對(duì)吸附能的影響
        3.3.3 表面差分電荷密度和電子態(tài)密度計(jì)算
    3.4 甲苯在Fe摻雜TiO₂(001)表面的吸附特性
        3.4.1 甲苯在不同摻雜方式TiO₂(001)表面吸附能計(jì)算
        3.4.2 表面差分電荷密度和電子態(tài)密度計(jì)算
    3.5 結(jié)論
第4章 摻雜二氧化鈦納米管光催化性的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 摻雜二氧化鈦納米管的制備
    4.2 SEM(掃描電鏡)圖和紫外—可見光譜圖
    4.3 對(duì)苯系物的吸附與光催化降解特性研究
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)方法
        4.3.4 結(jié)果與討論
        4.3.5 本章結(jié)論
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3807732