發(fā)布時(shí)間：2023-09-29 00:01

　　常見的TiO2光催化劑，其帶隙寬度為3.2eV，難以有效利用可見光。如何獲得具有較高可見光活性的TiO2光催化劑一直是研究熱點(diǎn)。目前已經(jīng)有多種方法對(duì)TiO2光催化劑進(jìn)行改性以解決其可見光響應(yīng)問題，但是許多傳統(tǒng)的制備方法往往步驟復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)，因此有必要研究簡(jiǎn)單易行的制備高可見光活性TiO2光催化劑的方法。 微波是一種高頻電磁波，被廣泛運(yùn)用于半導(dǎo)體材料的制備和合成過程中，起到提高化學(xué)反應(yīng)速率、提高產(chǎn)量，甚至改變其反應(yīng)過程的作用。 本論文通過微波技術(shù)進(jìn)行了TiO2摻雜及其形貌調(diào)控的研究，獲得了有可見光響應(yīng)的高活性C/N共摻雜的TiO2微球光催化劑。采用X射線粉末衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、氮?dú)馕?脫附、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、紫外-可見光漫反射（UV-Vis DRS）等多種表征技術(shù)對(duì)所制備的TiO2微球光催化劑進(jìn)行了研究。分析結(jié)果表明所制備的TiO2微球光催化劑為直徑0.5um左右的純銳鈦礦相球形顆粒，其表面包覆有可吸收可見光的炭黑層，C和N被成功的摻雜進(jìn)了二氧化鈦晶格，引起了晶格畸變，將TiO2禁帶寬度減小到3.02eV。在最優(yōu)條件下制備...

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 TiO₂光催化材料的研究背景和意義
    1.2 TiO₂光催化原理和運(yùn)用
        1.2.1 TiO₂材料光催化原理
        1.2.2 TiO₂材料的運(yùn)用
    1.3 TiO₂材料的制備方法和改性
        1.3.1 TiO₂材料的制備方法
        1.3.2 TiO₂材料的改性
    1.4 影響 TiO₂光催化效果的因素
        1.4.1 晶體類型
        1.4.2 晶體表面情況和粒徑
        1.4.3 催化劑形貌的影響
        1.4.4 催化劑投加量和溶液 pH
        1.4.5 載流子捕獲劑的影響
        1.4.6 實(shí)驗(yàn)條件的影響
    1.5 微波對(duì)二氧化鈦半導(dǎo)體材料制備的影響
        1.5.1 微波的特性及其加熱原理
        1.5.2 微波法在催化劑合成中的運(yùn)用
    1.6 本論文的選題意義和實(shí)驗(yàn)構(gòu)想
第2章 TiO₂微球光催化劑的制備及表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
    2.2 TiO₂微球光催化劑的制備
    2.3 TiO₂微球光催化劑的表征
        2.3.1 粉晶 X 射線衍射(XRD)分析
        2.3.2 掃描電鏡分析(SEM)
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)分析
        2.3.4 紫外-可見光漫反射光譜(UV-Vis DRS)分析
        2.3.5 氮?dú)馕矫摳椒治黾夹g(shù)
        2.3.6 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析
        2.3.7 X 射線光電子能譜(XPS)分析
第3章 表征結(jié)果與討論
    3.1 粉晶 X 射線衍射結(jié)果分析
    3.2 掃描電鏡結(jié)果分析
    3.3 透射電子顯微鏡結(jié)果分析
    3.4 氮?dú)馕矫摳浇Y(jié)果分析
    3.5 傅里葉變換紅外光譜結(jié)果分析
    3.6 X 射線光電子能譜結(jié)果分析
    3.7 紫外-可見光漫反射光譜結(jié)果分析
第4章 TiO₂微球光催化劑的光催化性能研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
    4.2 光催化降解實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 目標(biāo)污染物物的選擇
        4.2.2 酸性紅 G 的性質(zhì)及其溶液配制
        4.2.3 酸性紅 G 溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線及降解率計(jì)算方法
        4.2.4 TiO₂微球光催化劑的光催化降解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.3 TiO₂微球光催化劑的最優(yōu)制備條件篩選
        4.3.1 無(wú)水乙醇和去離子水配比對(duì)光催化效果的影響
        4.3.2 NH4F 加入量對(duì)光催化效果的影響
        4.3.3 鈦酸正四丁酯加入量對(duì)光催化效果的影響
        4.3.4 微波處理時(shí)間對(duì)光催化效果的影響
        4.3.5 微波功率對(duì)光催化效果的影響
    4.4 不同反應(yīng)條件下酸性紅 G 的降解
        4.4.1 催化劑投加量的影響
        4.4.2 反應(yīng)時(shí)間的影響
        4.4.3 光源種類的影響
        4.4.4 TiO₂微球光催化劑和 P25 可見光催化降解酸性紅 G 對(duì)比實(shí)驗(yàn)
    4.5 光催化機(jī)理分析
    4.6 小結(jié)
第5章 結(jié)論及展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝(一)
致謝(二)
附錄



本文編號(hào)：3848878