β放射性及貴金屬對二氧化鈦光催化性能的影響研究
發(fā)布時間:2021-01-01 05:13
針對納米TiO2光催化劑存在的光譜響應窄、光量子效率低的問題,開發(fā)具有高催化活性的材料,提高光量子化效率,從而提高光催化制氫效率。本論文以(Ru、Rh、Pd)貴金屬/二氧化鈦復合催化劑為研究對象,考察負載單金屬或多金屬時貴金屬對二氧化鈦催化光解水產(chǎn)氫的作用,并通過理論計算探討作用機理。為利用乏燃料后處理溶解過程產(chǎn)生的不溶殘渣中β放射性核素Ru、Rh、Pd,論文進一步探索了β放射性與貴金屬對Ti O2光催化制氫的協(xié)同催化效應。以納米銳鈦礦相TiO2為載體,采用浸漬法和光還原沉積法制備了系列貴金屬/TiO2復合催化劑,通過SEM、TEM和BET分析對比形貌、比表面積等變化,通過XRD、HRTEM和EDS等表征,貴金屬成功負載在TiO2顆粒表面,且光還原沉積法比浸漬法更能使貴金屬均勻負載在TiO2上;UV-Vis DRS分析表明貴金屬Ru、Rh、Pd的負載,增強了銳鈦礦TiO2對400-552 nm波長范圍光的吸收。結(jié)合理論計算,負載貴金屬...
【文章來源】:東華理工大學江西省
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
2光催化技術(shù)"> 1.2 TiO2光催化技術(shù)
2晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)"> 1.2.1 TiO2晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
2光催化原理"> 1.2.2 TiO2光催化原理
2光催化劑的制備"> 1.2.3 TiO2光催化劑的制備
2光催化劑的改性"> 1.3 TiO2光催化劑的改性
2光催化技術(shù)存在的不足"> 1.3.1 TiO2光催化技術(shù)存在的不足
2光催化劑"> 1.3.2 不同形態(tài)的納米TiO2光催化劑
2光催化劑"> 1.3.3 負載型TiO2光催化劑
1.3.4 貴金屬沉積
1.3.5 復合半導體
1.3.6 離子摻雜
1.3.7 表面光敏化
1.4 β射線輻照技術(shù)
1.4.1 輻照技術(shù)概述
1.4.2 輻照化學的物理量及相關(guān)概念
1.4.3 β射線輻照反應機理
1.4.4 活性粒子的性質(zhì)
1.5 本研究的選題意義、研究內(nèi)容、技術(shù)路線和課題來源
2復合催化劑的制備及表征">第二章 貴金屬/TIO2復合催化劑的制備及表征
2.1 實驗部分
2.1.1 實驗試劑及儀器
2.1.2 催化劑的制備方法
2.2 催化劑性能表征測試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 催化劑形貌變化
2.3.2 微觀結(jié)構(gòu)分析
2.3.3 比表面積及孔容、孔徑
2.3.4 紫外可見漫反射吸收光譜
2.4 本章小結(jié)
第三章 貴金屬/二氧化鈦復合催化劑的光催化性能研究
3.1 光解水制氫活性評價
3.1.1 光催化活性評價裝置
3.1.2 光解水活性評價方法
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗試劑及儀器
3.2.2 實驗內(nèi)容
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 不同貴金屬負載對貴金屬/二氧化鈦復合催化劑催化活性的影響
3.3.2 不同制備方法對貴金屬/二氧化鈦復合催化劑催化活性的影響
3.3.3 多金屬負載對貴金屬/二氧化鈦復合催化劑催化活性的影響
3.3.4 初始二氧化鈦的催化性能
3.4 本章小結(jié)
第四章 Β放射性對貴金屬復合催化劑的光催化性能研究
4.1 β粒子輻照光解水裝置
4.1.1 電子輻照加速器
4.1.2 β輻照光催化分解水反應器的研制
4.1.3 輻射防護屏蔽
4.2 實驗部分
4.2.1 實驗試劑及儀器
4.2.2 實驗內(nèi)容
4.3 結(jié)果與討論
2催化劑的催化性能"> 4.3.1 β放射性作用下Pd/TiO2催化劑的催化性能
2催化性能的影響"> 4.3.2 β放射性作用下反應溶液的量對Pd/TiO2催化性能的影響
4.3.3 β放射性對貴金屬/二氧化鈦復合催化劑光催化性能的影響
2光催化性能的影響"> 4.3.4 β放射性作用下β射線的強度對Pd/TiO2光催化性能的影響
4.4 本章小結(jié)
第五章 貴金屬復合催化劑光催化性能機理研究
5.1 引言
5.2 計算模擬
5.2.1 計算方法
5.2.2 構(gòu)建理論模型
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 密立根電荷(Mulliken)
5.3.2 態(tài)密度(DOS)
5.3.3 差分電荷(Electronofdifference)
5.3.4 紫外-可見吸收光譜
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論及展望
致謝
在攻讀學位期間取得的科研成果
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]直徑小于100 nm空心二氧化鈦納米球的簡單綠色可控合成及其光催化產(chǎn)氫性能研究(英文)[J]. 譚余波,劉茂昌,魏代星,唐鶴鳴,封心建,沈少華. Science China Materials. 2018(06)
[2]光還原法制備Ag/TiO2催化劑及光催化性能[J]. 方繼敏,陳俊宏,黃秀燕,汪恂. 環(huán)境工程學報. 2017(06)
[3]醇分子作為犧牲劑對Pt/TiO2光催化水解產(chǎn)氫效率的影響[J]. 李福穎,牛玉,王仁章,王緒緒. 福州大學學報(自然科學版). 2017(02)
[4]TiO2光催化劑的晶面效應研究進展[J]. 陸陽. 物理化學學報. 2016(09)
[5]TiO2基抗菌自清潔涂料的制備及性能研究[J]. 趙玥. 化工新型材料. 2016(04)
[6]不同形態(tài)二氧化鈦-石墨烯復合材料的表征及光催化性能研究[J]. 戴博琳,陶紅,宋曉鋒,張章堂. 理化檢驗(化學分冊). 2016(02)
[7]{111}晶面暴露對介孔金紅石TiO2單晶光催化產(chǎn)氫的促進作用(英文)[J]. 吳亭亭,康向東,Mohammad W.Kadi,Iqbal Ismail,劉崗,成會明. 催化學報. 2015(12)
[8]氮自摻雜暴露(001)晶面TiO2微米片的可見光光催化CO2還原性能增強(英文)[J]. Maxwell Selase Akple,劉敬祥,秦志揚,S.Wageh,Ahmed.A.Al-Ghamdi,余家國,劉升衛(wèi). 催化學報. 2015(12)
[9]超細金屬納米粒子修飾的二氧化鈦納米棒:合成策略和光催化活性(英文)[J]. 代衛(wèi)炯,閆俊青,戴珂,李蘭冬,關(guān)乃佳. 催化學報. 2015(11)
[10]改性納米TiO2/PTFE復合氟碳防污閃涂層的制備及其性能[J]. 鐘嫻,劉海,李超成,周藝,周永言,盤思偉,朱志平. 材料保護. 2015(11)
博士論文
[1]納米二氧化鈦及新型紅磷光催化劑的改性與光解水產(chǎn)氫性能研究[D]. 黨海峰.華南理工大學 2014
[2]TiO2納米結(jié)構(gòu)的生長及其在能源環(huán)境方面的應用探索[D]. 尹浩.上海交通大學 2012
[3]二氧化鈦納米片的制備及光催化產(chǎn)氫性能研究[D]. 亓麗芳.武漢理工大學 2012
[4]二氧化鈦基復合光催化材料的制備及其性能研究[D]. 王文廣.武漢理工大學 2012
[5]二氧化鈦、氧化鋅基納米結(jié)構(gòu)薄膜的合成、改性及光催化應用研究[D]. 徐佼.中國科學技術(shù)大學 2012
碩士論文
[1]貴金屬負載TiO2光催化劑的制備及其性能研究[D]. 阮大明.上海師范大學 2016
[2]二氧化鈦光催化劑的制備及其摻雜改性研究[D]. 黃曉俊.湖南大學 2015
[3]貴金屬改性TiO2/SiO2/Fe3O4復合氧化物的制備及其光催化性能研究[D]. 張瑋佳.黑龍江大學 2014
[4]金屬納米顆粒修飾TiO2納米棒及其光催化還原CO2的應用研究[D]. 孔丹.浙江大學 2014
[5]增強可見光吸收和光催化效率的黑色二氧化鈦的機理和性質(zhì)的探究[D]. 李明陽.蘭州大學 2013
[6]可見光響應型改性納米光催化劑的制備及其光催化活性研究[D]. 陳恒.上海交通大學 2007
[7]納米TiO2摻雜改性及光催化活性的研究[D]. 陳其思.重慶大學 2005
[8]Co-60輻照裝置劑量場分布的計算與測量研究[D]. 郭平穩(wěn).國防科學技術(shù)大學 2004
本文編號:2950980
【文章來源】:東華理工大學江西省
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
2光催化技術(shù)"> 1.2 TiO2光催化技術(shù)
2晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)"> 1.2.1 TiO2晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
2光催化原理"> 1.2.2 TiO2光催化原理
2光催化劑的制備"> 1.2.3 TiO2光催化劑的制備
2光催化劑的改性"> 1.3 TiO2光催化劑的改性
2光催化技術(shù)存在的不足"> 1.3.1 TiO2光催化技術(shù)存在的不足
2光催化劑"> 1.3.2 不同形態(tài)的納米TiO2光催化劑
2光催化劑"> 1.3.3 負載型TiO2光催化劑
1.3.4 貴金屬沉積
1.3.5 復合半導體
1.3.6 離子摻雜
1.3.7 表面光敏化
1.4 β射線輻照技術(shù)
1.4.1 輻照技術(shù)概述
1.4.2 輻照化學的物理量及相關(guān)概念
1.4.3 β射線輻照反應機理
1.4.4 活性粒子的性質(zhì)
1.5 本研究的選題意義、研究內(nèi)容、技術(shù)路線和課題來源
2復合催化劑的制備及表征">第二章 貴金屬/TIO2復合催化劑的制備及表征
2.1 實驗部分
2.1.1 實驗試劑及儀器
2.1.2 催化劑的制備方法
2.2 催化劑性能表征測試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 催化劑形貌變化
2.3.2 微觀結(jié)構(gòu)分析
2.3.3 比表面積及孔容、孔徑
2.3.4 紫外可見漫反射吸收光譜
2.4 本章小結(jié)
第三章 貴金屬/二氧化鈦復合催化劑的光催化性能研究
3.1 光解水制氫活性評價
3.1.1 光催化活性評價裝置
3.1.2 光解水活性評價方法
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗試劑及儀器
3.2.2 實驗內(nèi)容
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 不同貴金屬負載對貴金屬/二氧化鈦復合催化劑催化活性的影響
3.3.2 不同制備方法對貴金屬/二氧化鈦復合催化劑催化活性的影響
3.3.3 多金屬負載對貴金屬/二氧化鈦復合催化劑催化活性的影響
3.3.4 初始二氧化鈦的催化性能
3.4 本章小結(jié)
第四章 Β放射性對貴金屬復合催化劑的光催化性能研究
4.1 β粒子輻照光解水裝置
4.1.1 電子輻照加速器
4.1.2 β輻照光催化分解水反應器的研制
4.1.3 輻射防護屏蔽
4.2 實驗部分
4.2.1 實驗試劑及儀器
4.2.2 實驗內(nèi)容
4.3 結(jié)果與討論
2催化劑的催化性能"> 4.3.1 β放射性作用下Pd/TiO2催化劑的催化性能
2催化性能的影響"> 4.3.2 β放射性作用下反應溶液的量對Pd/TiO2催化性能的影響
4.3.3 β放射性對貴金屬/二氧化鈦復合催化劑光催化性能的影響
2光催化性能的影響"> 4.3.4 β放射性作用下β射線的強度對Pd/TiO2光催化性能的影響
4.4 本章小結(jié)
第五章 貴金屬復合催化劑光催化性能機理研究
5.1 引言
5.2 計算模擬
5.2.1 計算方法
5.2.2 構(gòu)建理論模型
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 密立根電荷(Mulliken)
5.3.2 態(tài)密度(DOS)
5.3.3 差分電荷(Electronofdifference)
5.3.4 紫外-可見吸收光譜
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論及展望
致謝
在攻讀學位期間取得的科研成果
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]直徑小于100 nm空心二氧化鈦納米球的簡單綠色可控合成及其光催化產(chǎn)氫性能研究(英文)[J]. 譚余波,劉茂昌,魏代星,唐鶴鳴,封心建,沈少華. Science China Materials. 2018(06)
[2]光還原法制備Ag/TiO2催化劑及光催化性能[J]. 方繼敏,陳俊宏,黃秀燕,汪恂. 環(huán)境工程學報. 2017(06)
[3]醇分子作為犧牲劑對Pt/TiO2光催化水解產(chǎn)氫效率的影響[J]. 李福穎,牛玉,王仁章,王緒緒. 福州大學學報(自然科學版). 2017(02)
[4]TiO2光催化劑的晶面效應研究進展[J]. 陸陽. 物理化學學報. 2016(09)
[5]TiO2基抗菌自清潔涂料的制備及性能研究[J]. 趙玥. 化工新型材料. 2016(04)
[6]不同形態(tài)二氧化鈦-石墨烯復合材料的表征及光催化性能研究[J]. 戴博琳,陶紅,宋曉鋒,張章堂. 理化檢驗(化學分冊). 2016(02)
[7]{111}晶面暴露對介孔金紅石TiO2單晶光催化產(chǎn)氫的促進作用(英文)[J]. 吳亭亭,康向東,Mohammad W.Kadi,Iqbal Ismail,劉崗,成會明. 催化學報. 2015(12)
[8]氮自摻雜暴露(001)晶面TiO2微米片的可見光光催化CO2還原性能增強(英文)[J]. Maxwell Selase Akple,劉敬祥,秦志揚,S.Wageh,Ahmed.A.Al-Ghamdi,余家國,劉升衛(wèi). 催化學報. 2015(12)
[9]超細金屬納米粒子修飾的二氧化鈦納米棒:合成策略和光催化活性(英文)[J]. 代衛(wèi)炯,閆俊青,戴珂,李蘭冬,關(guān)乃佳. 催化學報. 2015(11)
[10]改性納米TiO2/PTFE復合氟碳防污閃涂層的制備及其性能[J]. 鐘嫻,劉海,李超成,周藝,周永言,盤思偉,朱志平. 材料保護. 2015(11)
博士論文
[1]納米二氧化鈦及新型紅磷光催化劑的改性與光解水產(chǎn)氫性能研究[D]. 黨海峰.華南理工大學 2014
[2]TiO2納米結(jié)構(gòu)的生長及其在能源環(huán)境方面的應用探索[D]. 尹浩.上海交通大學 2012
[3]二氧化鈦納米片的制備及光催化產(chǎn)氫性能研究[D]. 亓麗芳.武漢理工大學 2012
[4]二氧化鈦基復合光催化材料的制備及其性能研究[D]. 王文廣.武漢理工大學 2012
[5]二氧化鈦、氧化鋅基納米結(jié)構(gòu)薄膜的合成、改性及光催化應用研究[D]. 徐佼.中國科學技術(shù)大學 2012
碩士論文
[1]貴金屬負載TiO2光催化劑的制備及其性能研究[D]. 阮大明.上海師范大學 2016
[2]二氧化鈦光催化劑的制備及其摻雜改性研究[D]. 黃曉俊.湖南大學 2015
[3]貴金屬改性TiO2/SiO2/Fe3O4復合氧化物的制備及其光催化性能研究[D]. 張瑋佳.黑龍江大學 2014
[4]金屬納米顆粒修飾TiO2納米棒及其光催化還原CO2的應用研究[D]. 孔丹.浙江大學 2014
[5]增強可見光吸收和光催化效率的黑色二氧化鈦的機理和性質(zhì)的探究[D]. 李明陽.蘭州大學 2013
[6]可見光響應型改性納米光催化劑的制備及其光催化活性研究[D]. 陳恒.上海交通大學 2007
[7]納米TiO2摻雜改性及光催化活性的研究[D]. 陳其思.重慶大學 2005
[8]Co-60輻照裝置劑量場分布的計算與測量研究[D]. 郭平穩(wěn).國防科學技術(shù)大學 2004
本文編號:2950980
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