二氧化鈦（Ti02）是一種n-型半導(dǎo)體材料,在室溫下禁帶寬度為3.2 eV。由于突出的光學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、環(huán)境友好性和高光催化活性等性能而成為解決世界環(huán)境和能源危機(jī)的最佳的候選材料。二氧化鈦的光催化反應(yīng)來(lái)源于其表面產(chǎn)生的光生空穴-電子對(duì),因此對(duì)二氧化鈦進(jìn)行表面改性對(duì)于提高其光催化性能具有重要的意義。本論文采用二氧化鈦中空微球的無(wú)模板制備方法并結(jié)合碳點(diǎn)的一步制備法,首次設(shè)計(jì)出利用水熱法一步制備出碳點(diǎn)摻雜的二氧化鈦中空微球。本文的主要工作如下:1.以四氯化鈦和氟化銨為原料,通過(guò)一步水熱法制備出了二氧化鈦中空微球。其粒徑尺寸在1.5μm左右,具備粒徑均一、分散性好、無(wú)團(tuán)聚、破損極少的特點(diǎn)。中空孔徑在200 nm左右且微球壁為倒錐形的多孔結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)變量的研究探究出在其最佳反應(yīng)條件為:NH4F:TCl4摩爾比為4:1、反應(yīng)溫度為180 ℃、反應(yīng)時(shí)間為9 h;2.探究了以不同原料為碳源一步水熱法制備的碳點(diǎn)的上轉(zhuǎn)換性能,發(fā)現(xiàn)以檸檬酸和乙二胺為原料制備的碳點(diǎn)具有最好的上轉(zhuǎn)換性能。以四氯化鈦、氟化銨、檸檬酸、乙二胺為原料,制備出碳點(diǎn)摻雜的二氧化鈦中空微球,粒徑在1.5μm左右,中空孔徑在200 ... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１二氧化鈦晶型示意圖??Ｆｉｇ．１．１?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｄｉｏｘｉｄｅ??

并被公認(rèn)為是光催化領(lǐng)域內(nèi)最具潛力的半導(dǎo)體催化劑［＂７］。??ｊｗｉｍ??圖１．１二氧化鈦晶型示意圖??Ｆｉｇ．１．１?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｄｉｏｘｉｄｅ??１??

１．１．３二氧化鈦光催化機(jī)理??作為半導(dǎo)體材料，Ｔｉ０２的光催化性能取決于其禁帶寬度ＡＥｇ，銳鈦礦型１＾０２的??ＡＥｇ＝３．２?ｅＶ。如圖１．２所示，在光照的條件下，能量大于或等于ＡＥｇ的光子可以在??Ｔｉ０２晶粒表面激發(fā)電子從價(jià)帶激發(fā)躍遷至導(dǎo)帶。這樣，價(jià)帶處形成了空穴ｈ＋而被激發(fā)??的電子形成了高活性電子ｅ－從而形成了空穴－電子對(duì)；在電場(chǎng)的作用下，空穴＿電子對(duì)??向晶粒表面遷移并分離，當(dāng)?shù)竭_(dá)晶粒表面后，作為強(qiáng)氧化劑的空穴可以氧化晶粒表面??吸附的物質(zhì)，而電子會(huì)還原晶粒表面吸附的電子受體。銳鈦礦型以０２光催化機(jī)理如圖??１．?２所示。??１．１．４二氧化鈦中空微球??由于Ｔｉ０２的光催化性能來(lái)源于其表面產(chǎn)生的??空穴－電子對(duì)陳化還原能力，ｍ的表面結(jié)構(gòu)??在對(duì)其想彳後力麟響巾６據(jù)《錢麵??角色。對(duì)ｍ粒徑進(jìn)行表面修飾使其比表面積±曾??大會(huì)傾降低其密度、增大其對(duì)光的利用率從而??增加其光催化性能。丨ａｉ此，ｍ的麵修飾成為＾?Ｍ??了提高其光靴能加－觸碰彳０。跡來(lái)，??半導(dǎo)體材關(guān)雜自于娜增加半導(dǎo)師關(guān)??表面性能而越來(lái)越受到研究者的關(guān)注？。因此

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]磷鎢酸鉀模板法制備高活性二氧化鈦空心微球（英文）[J]. 藍(lán)俊峰,伍曉鋒,呂康樂(lè),司玲玲,鄧克儉.  催化學(xué)報(bào). 2015(12)



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