本文關(guān)鍵詞：N摻雜納米TiO_2制備及其光催化制氫，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文制備了納米TiO2和N摻雜TiO2(N-TiO2),采用X射線衍射(XRD),比表面積測定儀(BET),紫外-可見漫反射光譜儀,掃描電子顯微鏡(SEM),透射電子顯微鏡(TEM)等,表征分析催化劑的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。并評價了納米TiO2, N-TiO2的光催化制氫活性。研究內(nèi)容主要分為以下兩部分： (1)水熱法制備納米TiO2,并評價其光催化制氫反應(yīng)活性。首先,采用堿水熱法制備了鈦酸鈉,然后,再用鹽酸浸泡12h、清洗得到鈦酸,最后分別在350-℃,400-℃,450℃,500-℃,550-℃下煅燒制備納米TiO2-T。由TEM,SEM圖可見,TiO2-T均為納米態(tài)顆粒,TiO2-350顆粒呈兩端開口短管狀,煅燒溫度高于500-℃時,管狀結(jié)構(gòu)被破壞,Ti02-500,TiO2-550分別為納米棒和納米顆粒狀。XRD結(jié)果表明,TiO2-T均為銳鈦礦相結(jié)構(gòu)。用自制真空密閉光催化反應(yīng)裝置,進行光催化實驗,以氣相色譜分析產(chǎn)氫量,評價催化劑的光催化活性。研究了TiO2-T催化劑晶體結(jié)構(gòu),犧牲劑種類,助催化劑Pt擔(dān)載量對其光催化制氫活性的影響。實驗結(jié)果表明,在紫外光照射下TiO2-450具有最好的光催化活性,產(chǎn)氫速率為1005μmol/h；在可見光照射下,TiO2-T均沒有光催化活性；分別以乳酸,甲醇為犧牲劑,其產(chǎn)氫速率分別為251μmol/h,1024μmol/h,表明甲醇犧牲劑有利于TiO2-450光催化反應(yīng)；當TiO2-450載Pt量為0.1wt%時,具有最好的光催化活性,產(chǎn)氫速率為1024μmol/h. (2)采用固相法制備了N-TiO2,并評價其光催化制氫反應(yīng)活性。首先,將二氰二胺放入坩堝中煅燒,自然冷卻至室溫后研磨得到g-C3N4；然后,將鈦酸和g-C3N4按照一定的比例混合,研磨1h,再在350-℃,400-℃,450-℃,500-℃,550-℃下分別煅燒1h,得到N-TiO2粉末。XRD結(jié)果表明,N-TiO2均為銳鈦礦相,隨著溫度升高,樣品晶粒尺寸減小,結(jié)晶度越來越好。當煅燒溫度達到550-℃時,g-C3N4被完全分解,生成N-TiO2,當煅燒溫度低于550-℃時,生成g-C3N4/TiO2-T復(fù)合物。本文研究了晶體結(jié)構(gòu),Ti/N摩爾比,載Pt量對其光催化制氫活性的影響。實驗表明,g-C3N4／TiO2-T在紫外光區(qū)有較好的光催化活性,其中g(shù)-CaN4/TiO2-450產(chǎn)氫速率最高達到80μmol/h只有g(shù)-C3N4/TiO2-450在可見光區(qū)具有光催化活性,產(chǎn)氫速率為12μmol/h。當Ti/N比為1：5時,g-C3N4/TiO2-450具有最好的光催化活性,產(chǎn)氫速率為20μmol/h。當載Pt量為0.05wt%時,g-C3N4/TiO2-450具有最大的光催化活性,氫速率為20μmol/h。
【關(guān)鍵詞】：二氧化鈦 光催化 制氫
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：O643.36;O614.411
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-11
• 1 文獻綜述11-24
• 1.1 TiO_2光催化分解水制氫的機理11-15
• 1.1.1 TiO_2能帶結(jié)構(gòu)11
• 1.1.2 TiO_2光催化原理11-12
• 1.1.3 影響TiO_2光催化分解水制氫的因素12-15
• 1.2 提高TiO_2光催化分解水效率的途徑15-19
• 1.2.1 TiO_2改性15-17
• 1.2.2 助催化劑的影響17-18
• 1.2.3 犧牲劑的影響18-19
• 1.3 TiO_2制備方法19-22
• 1.3.1 氣相法19-20
• 1.3.2 液相法20
• 1.3.3 固相法20-22
• 1.4 選題意義,選題思路及研究內(nèi)容22-24
• 1.4.1 選題意義22
• 1.4.2 選題思路22
• 1.4.3 研究內(nèi)容22-24
• 2 催化劑的制備及光催化實驗24-28
• 2.1 實驗所用試劑及儀器24-25
• 2.1.1 實驗試劑24
• 2.1.2 實驗儀器24-25
• 2.2 光催化劑的制備25-26
• 2.2.1 納米TiO_2制備25
• 2.2.2 N-TiO_2制備25-26
• 2.3 光催化劑表征實驗26-27
• 2.3.1 X射線衍射(XRD)26
• 2.3.2 透射電鏡(TEM)26
• 2.3.3 紫外-可見(UV-vis)漫反射吸收光譜表征26
• 2.3.4 比表面積(BET)26
• 2.3.5 光電壓26
• 2.3.6 電子能量損失譜(EELS)26-27
• 2.4 催化制氫評價27-28
• 2.4.1 光催化制氫實驗裝置27
• 2.4.2 光催化制氫實驗方法27-28
• 3 納米TiO_2表征及光催化性能的研究28-40
• 3.1 納米TiO_2的表征結(jié)果28-33
• 3.1.1 XRD28-29
• 3.1.2 TEM29
• 3.1.3 SEM29-30
• 3.1.4 紫外-可見漫反射光譜30-31
• 3.1.5 光電壓31-32
• 3.1.6 BET32-33
• 3.2 光催化制氫實驗33-39
• 3.2.1 合成納米TiO_2中間產(chǎn)物的光催化性能34
• 3.2.2 TiO_2-T的紫外光催化制氫性能34-36
• 3.2.3 TiO_2-T的可見光催化制氫性能36-37
• 3.2.4 犧牲劑對TiO_2-450光催化性能影響37-38
• 3.2.5 載Pt量對TiO_2-450光催化性能影響38-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 4 N-TiO_2的表征及光催化性能研究40-51
• 4.1 N-TiO_2的表征結(jié)果40-44
• 4.1.1 XRD40-41
• 4.1.2 TEM41-42
• 4.1.3 紫外-可見漫反射42-43
• 4.1.4 電子能量損失譜43-44
• 4.2 N-TiO_2光催化分解水制氫的研究44-49
• 4.2.1 g-C3N4的光催化活性44-45
• 4.2.2 煅燒溫度對N摻雜TiO_2光催化性能影響45-47
• 4.2.3 Ti/N摩爾比對N-TiO_2光催化性能影響47-48
• 4.2.4 載Pt量對N-TiO_2光催化性能影響48-49
• 4.3 本章小結(jié)49-51
• 5 結(jié)論與展望51-53
• 5.1 結(jié)論51-52
• 5.2 展望52-53
• 參考文獻53-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況59-60
• 致謝60-61

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 薛寒松;李華基;易于;胡慧芳;孟翠;;鈰摻雜二氧化鈦納米管的光催化性能[J];機械工程材料;2008年06期

2 李敦鈁;鄭菁;陳新益;鄒志剛;;光催化分解水體系和材料研究[J];化學(xué)進展;2007年04期

3 田蒙奎;上官文峰;王世杰;歐陽自遠;;可見光響應(yīng)光解水制氫的半導(dǎo)體光催化劑[J];化學(xué)進展;2007年05期

  本文關(guān)鍵詞：N摻雜納米TiO_2制備及其光催化制氫，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：300276