本文關(guān)鍵詞：二氧化鈦基納米纖維復(fù)合材料的構(gòu)筑及其光催化活性研究

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【摘要】：隨著環(huán)境污染的加劇,利用光催化技術(shù)解決環(huán)境問題已經(jīng)受到大家的廣泛關(guān)注。本文針對(duì)半導(dǎo)體光催化劑領(lǐng)域中太陽光利用率低、光催化效率低、材料難以回收利用等問題,針對(duì)一維納米纖維及TiO2各自的優(yōu)缺點(diǎn),對(duì)它們進(jìn)行復(fù)合,提高材料的光催化活性,解決材料難以回收的問題。以一維納米纖維和TiO2為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)制備不同的二氧化鈦基納米纖維復(fù)合材料,以剛果紅、甲基橙作為擬降解物來研究材料的光催化性能,研究納米纖維的加入量對(duì)復(fù)合材料光催化活性的影響,開展了一系列關(guān)于材料合成、改性以及應(yīng)用的研究。具體研究內(nèi)容如下:(1)FMO/C@TiO2納米纖維復(fù)合材料:以鈦酸四丁酯、硫酸鐵、硫酸錳和氮川三乙酸為主要原料,采用兩步溶劑熱法和后續(xù)的熱處理制備出FMO/C/TiO2的納米纖維復(fù)合材料,利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜(EDS)和紫外可見光譜儀(UV-Vis)等方法對(duì)FMO/C@TiO2納米纖維復(fù)合材料的晶相組成、微觀結(jié)構(gòu)、吸光性能等進(jìn)行表征,并對(duì)其光催化性能和光電性能進(jìn)行檢測,并探索FMO/C的添加量對(duì)復(fù)合材料光催化性能的影響。結(jié)果表明,納米纖維復(fù)合材料的孔結(jié)構(gòu)和光響應(yīng)范圍可以通過改變納米纖維FMO/C的量來進(jìn)行調(diào)控。和純TiO2納米顆粒相比,FMO/C@TiO2納米纖維復(fù)合材料展現(xiàn)出較高的吸附-光催化性能。所制備的復(fù)合納米纖維具有超順磁性,這一性能利于在材料水處理過程中的回收再利用。這種合成方法對(duì)合成多孔的磁性一維核殼結(jié)構(gòu)納米纖維降解有機(jī)物污染領(lǐng)域開啟了一種新的方法。(2)Co/Ni@TiO2納米纖維復(fù)合材料:以鈦酸四丁酯、氯化鈷、氯化鎳和氮川三乙酸為主要原料,采用兩部溶劑熱法和后續(xù)的熱處理制備出Co/Ni@TiO2的納米纖維復(fù)合材料,利用XRD、SEM、UV-Vis、DRS、Zeta電位等方法對(duì)Co/Ni@TiO2催化劑的晶相組成、微觀結(jié)構(gòu)、吸光性能等性能進(jìn)行表征,并對(duì)其光催化性能和光電性能進(jìn)行檢測,并探索Co/Ni-NF的添加量對(duì)其光催化性能的影響。剛果紅作為被降解的物質(zhì)去評(píng)估該材料的光催化性能。研究結(jié)果表明,在第二步溶劑熱過程中通過改變納米纖維的加入種類和質(zhì)量可以調(diào)控最終的核殼納米纖維復(fù)合材料的孔徑結(jié)構(gòu)和光響應(yīng)范圍。和純TiO2納米顆粒相比,用所制備的復(fù)合納米纖維處理染料污水時(shí),Co/Ni@TiO2納米纖維復(fù)合材料展現(xiàn)出較高的吸附-光催化性能。(3)CM@TiO2和SiO2@TiO2納米纖維復(fù)合材料:通過兩步溶劑熱法和后續(xù)的熱處理成功合成了一維多孔CM@TiO2核殼復(fù)合納米纖維,并且考察其在對(duì)剛果紅溶液的光催化降解效果,探索CM-NF的加入量對(duì)納米纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響,利用XRD、SEM、DRS等對(duì)CM@TiO2的晶相組成、微觀形貌和吸光度等進(jìn)行表征;通過高壓靜電紡絲法和水熱法相結(jié)合成功制備了SiO2@TiO2核殼納米纖維復(fù)合材料,利用XRD、SEM等對(duì)SiO2@TiO2的晶相組成、微觀形貌和吸光度等進(jìn)行表征,并且考察其在對(duì)甲基橙溶液的光催化降解效果。結(jié)果表明,在第二步溶劑熱過程中通過控制CM-NF的加入量可以調(diào)控最終的核殼納米纖維復(fù)合材料的孔徑結(jié)構(gòu)和光響應(yīng)范圍,當(dāng)用所制備的納米纖維復(fù)合材料處理剛果紅染料模擬污水時(shí),CM@TiO2展現(xiàn)出較高的吸附-光催化性能;用SiO2@TiO2核殼納米纖維復(fù)合材料其處理甲基橙染料模擬污水時(shí)相較于純TiO2展現(xiàn)出更好的光催化活性。
【關(guān)鍵詞】：TiO_2 納米纖維 復(fù)合材料 光催化降解
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33;X703
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 引言9
• 1.2 半導(dǎo)體光催化基本原理9-12
• 1.3 納米TiO_2光催化材料的制備12-15
• 1.3.1 液相法12-14
• 1.3.2 氣相法14
• 1.3.3 固相法14-15
• 1.4 二氧化鈦基納米纖維復(fù)合材料的構(gòu)筑15-18
• 1.4.1 納米TiO_2的負(fù)載15-16
• 1.4.2 納米纖維的制備16-18
• 1.5 論文的研究意義和內(nèi)容18-20
• 1.5.1 主要研究意義18
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 FMO/C/TiO_2納米纖維復(fù)合材料的制備及其性能研究20-37
• 2.1 引言20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分21-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑21-22
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器22
• 2.2.3 1D Fe/Mn納米纖維 (FMNFs)的制備22-23
• 2.2.4 1D FMO/C@TiO_2的制備23
• 2.2.5 結(jié)構(gòu)與形貌表征23
• 2.2.6 吸附-光催化性能23-24
• 2.2.7 羥基自由基的測試24
• 2.2.8 電化學(xué)交流阻抗的測試24-25
• 2.3 結(jié)果與討論25-36
• 2.3.1 催化劑的形貌和結(jié)構(gòu)表征25-31
• 2.3.2 對(duì)染料的去除降解能力31-34
• 2.3.3 材料的磁性和回收利用34-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 Co/Ni@TiO_2納米纖維復(fù)合材料的制備及其性能研究37-50
• 3.1 引言37-38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分38-41
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑38
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器38-39
• 3.2.3 1D CN-NF納米纖維制備39
• 3.2.4 1D CN@TiO_2的制備39-40
• 3.2.5 結(jié)構(gòu)與形貌表征40
• 3.2.6 吸附-光催化性能40
• 3.2.7 電化學(xué)交流阻抗的測試40-41
• 3.2.8 Zeta電位的測試41
• 3.3 結(jié)果與討論41-49
• 3.3.1 催化劑的形貌和結(jié)構(gòu)表征41-48
• 3.3.2 對(duì)染料的去除降解能力48-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 CM@TiO_2和SiO_2@TiO_2納米纖維復(fù)合材料的制備及其性能研究50-62
• 4.1 引言50-51
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分51-55
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑51-52
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器52
• 4.2.3 納米纖維的制備52-53
• 4.2.4 納米纖維復(fù)合材料的制備53-54
• 4.2.5 結(jié)構(gòu)與形貌表征54
• 4.2.6 光催化性能54-55
• 4.3 結(jié)果與討論55-61
• 4.3.1 催化劑的形貌和結(jié)構(gòu)表征55-59
• 4.3.2 對(duì)染料的去除降解能力59-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第五章 結(jié)論與展望62-64
• 5.1 結(jié)論62-63
• 5.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-72
• 攻讀碩士期間獲得的成果72-73
• 致謝73-74

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5 ;高性能天然纖維復(fù)合材料[J];技術(shù)與市場;2010年04期

6 祝榮先;周月;任丁華;余養(yǎng)倫;于文吉;;制造工藝對(duì)竹基纖維復(fù)合材料性能的影響[J];木材工業(yè);2011年03期

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8 王元蓀;;纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)[J];玻璃鋼;2012年03期

9 祝榮先;;“戶外用竹基纖維復(fù)合材料”通過鑒定[J];木材工業(yè);2013年01期

10 鄒惟前;劉方龍;;植物纖維復(fù)合材料的原理與特性[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);1987年01期

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9 周祝林;吳妙生;易洪雷;吳伯明;;纖維復(fù)合材料薄層板壓縮性能試驗(yàn)方法評(píng)論[A];復(fù)合材料：創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展(上冊(cè))[C];2010年

10 梁軍;杜善義;陳曉峰;;含微裂紋夾雜多向纖維復(fù)合材料的損傷及本構(gòu)關(guān)系[A];第六屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第一卷）[C];1997年

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1 蘇薇;漢高纖維復(fù)合材料減輕飛機(jī)材料重量[N];中國建材報(bào);2008年

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4 ;纖維復(fù)合材料[N];中國包裝報(bào);2005年

5 本報(bào)記者 胡琴;木纖復(fù)合材：讓中國轎車“香”起來[N];中國綠色時(shí)報(bào);2007年

6 中材科技股份有限公司 薛忠民;繼往開來 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè) 開創(chuàng)特種纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展新局面[N];中國建材報(bào);2014年

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9 葉鼎銓;玻纖防彈材料的應(yīng)用[N];中國建材報(bào);2005年

10 蘇宗;江蘇復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)大摸排[N];中國建材報(bào);2006年

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1 張亞梅;熱處理對(duì)竹基纖維復(fù)合材料性能影響的研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2013年

2 任鳳梅;二氧化鈦基異質(zhì)結(jié)/導(dǎo)電含氟聚合物纖維復(fù)合材料的制備與光催化性能[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

3 劉姝君;阻燃竹基纖維復(fù)合材料的制造與性能評(píng)價(jià)[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2013年

4 余養(yǎng)倫;高性能竹基纖維復(fù)合材料制造技術(shù)及機(jī)理研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2014年

5 張廬陵;竹纖維復(fù)合材料的組織設(shè)計(jì)、制備與性能研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2009年

6 何鐵石;半導(dǎo)體—氟碳聚合物電紡纖維復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

7 張伏;淀粉/玉米秸稈纖維復(fù)合材料的制備及仿生層構(gòu)板材[D];吉林大學(xué);2007年

8 劉相堯;基于過氧化氫氧化聚苯胺/纖維素纖維復(fù)合材料的制備與性能研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2013年

9 胡玉安;染色重組竹制備工藝研究與性能評(píng)價(jià)[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2014年

10 王庭輝;陶瓷和纖維復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)性能及防護(hù)分析[D];西南交通大學(xué);2010年

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1 于博榮;三維納米結(jié)構(gòu)石墨烯基纖維復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性質(zhì)的研究[D];安徽大學(xué);2015年

2 付曉雷;可生物降解PBS/劍麻纖維復(fù)合材料的制備及性能研究[D];鄭州大學(xué);2015年

3 孫俊梅;金屬—有機(jī)骨架化合物/殼聚糖纖維復(fù)合材料制備、表征及性能[D];北京化工大學(xué);2015年

4 張金豹;芳綸纖維復(fù)合材料超低溫銑削試驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

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10 袁海濤;實(shí)驗(yàn)與數(shù)值耦合方法研究植物短纖維復(fù)合材料的斷裂力學(xué)行為[D];天津大學(xué);2011年

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