近年來(lái),科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的同時(shí),環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重。以有機(jī)染料為代表的有機(jī)污染物成為水系環(huán)境治理的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。傳統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物等治理方法存在諸多問(wèn)題,已不能適應(yīng)我們對(duì)美好生活的需求。以TiO₂為代表的納米半導(dǎo)體光催化材料因其降解效率高,無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于有機(jī)染料廢水的處理。雖然關(guān)于TiO₂光催化性能研究的報(bào)道層出不窮,但是有關(guān)TiO₂選擇性催化機(jī)理的研究卻鮮有報(bào)道。本課題針對(duì)TiO₂的晶相組分影響催化降解有機(jī)物機(jī)理,和選擇性生成活性物質(zhì)的相關(guān)內(nèi)容主要做了如下工作:（1）通過(guò)有氧焙燒法分別制備了不同晶相組分的TiO₂,運(yùn)用X射線粉末衍射（XRD）,Raman光譜,比表面分析以及紫外漫反射等表征方法表征了TiO₂的晶相組分和光學(xué)性能。結(jié)果表明當(dāng)金紅石相組分逐漸變高時(shí),帶隙寬度逐漸變小。比表面也隨之變小,所以調(diào)控TiO₂催化劑的晶相組分比例可調(diào)控其催化性能。（2）以pH=3的甲基橙-亞甲基藍(lán)（MO-MB）水溶液為模型體... 

【文章來(lái)源】：河北大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光催化劑表面反應(yīng)機(jī)理圖[47]

第一章緒論5雖然金紅石型TiO2和銳鈦礦型TiO2晶系相同，催化性能卻有很大的差異，因?yàn)榘嗣骟w基本單元的連接方式以及變形程度的不同。圖1-2和圖1-3分別是金紅石型TiO2和銳鈦礦型TiO2晶胞的鏈接方式和晶型結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1-2所示，銳鈦礦型TiO2（a）采用的是共楞的連接方式，而金紅石型TiO2（b）卻是對(duì)稱(chēng)性更高的共頂點(diǎn)的連接方式[46]。金紅石型TiO2晶體結(jié)構(gòu)與銳鈦礦型TiO2相比排列更緊密，導(dǎo)致比表面較小，在反應(yīng)中吸附性較差，因此影響其催化性能。例如在陶暢[11]報(bào)道銳鈦礦比金紅石更傾向產(chǎn)生O2，主要是因?yàn)殇J鈦礦(101)面和金紅石的(110)面表面自由能較低，所以是最有效易得和最常用的晶面[71]，而金紅石的(110)面與銳鈦礦的(101)面相比，更容易產(chǎn)生更穩(wěn)定的Ti5c-O2c鍵[71,72]，因此金紅石表面氧空位(OV)的密度更高，為O2的產(chǎn)生提供活性位點(diǎn)。圖1-2TiO2結(jié)構(gòu)單元的連接(a)共楞(b)共頂點(diǎn)[46]Fig.1-2ConnectionstoTiO2StructuralUnits(a)Co-corrugated(b)Co-Vertex[46]圖1-3TiO2晶型結(jié)構(gòu)示意圖[49]Fig.1-3TiO2crystalstructurediagram[49]在眾多半導(dǎo)體光催化劑材料中，性質(zhì)穩(wěn)定、方便易制的TiO2倍受研究學(xué)者的青睞。為了提高TiO2光催化效率，相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了以下研究：(1)TiO2-金屬氧/硫化物復(fù)合材料：TiO2與金屬氧/硫化物可以形成一種n-n或p-n型的異質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。Qin等人[42]合成CdS/TiO2納米纖維，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)對(duì)醇選擇性氧化成醛，具有很高的光催化活性。(2)摻雜和缺陷調(diào)控：在TiO2晶格中摻入金屬或非金屬，可以拓寬TiO2的光譜響應(yīng)范圍。Zhu等人[43]制備的Pt@TiO2核殼材料，運(yùn)用可見(jiàn)光，在降解甲醛的實(shí)驗(yàn)中，降解

第一章緒論5雖然金紅石型TiO2和銳鈦礦型TiO2晶系相同，催化性能卻有很大的差異，因?yàn)榘嗣骟w基本單元的連接方式以及變形程度的不同。圖1-2和圖1-3分別是金紅石型TiO2和銳鈦礦型TiO2晶胞的鏈接方式和晶型結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1-2所示，銳鈦礦型TiO2（a）采用的是共楞的連接方式，而金紅石型TiO2（b）卻是對(duì)稱(chēng)性更高的共頂點(diǎn)的連接方式[46]。金紅石型TiO2晶體結(jié)構(gòu)與銳鈦礦型TiO2相比排列更緊密，導(dǎo)致比表面較小，在反應(yīng)中吸附性較差，因此影響其催化性能。例如在陶暢[11]報(bào)道銳鈦礦比金紅石更傾向產(chǎn)生O2，主要是因?yàn)殇J鈦礦(101)面和金紅石的(110)面表面自由能較低，所以是最有效易得和最常用的晶面[71]，而金紅石的(110)面與銳鈦礦的(101)面相比，更容易產(chǎn)生更穩(wěn)定的Ti5c-O2c鍵[71,72]，因此金紅石表面氧空位(OV)的密度更高，為O2的產(chǎn)生提供活性位點(diǎn)。圖1-2TiO2結(jié)構(gòu)單元的連接(a)共楞(b)共頂點(diǎn)[46]Fig.1-2ConnectionstoTiO2StructuralUnits(a)Co-corrugated(b)Co-Vertex[46]圖1-3TiO2晶型結(jié)構(gòu)示意圖[49]Fig.1-3TiO2crystalstructurediagram[49]在眾多半導(dǎo)體光催化劑材料中，性質(zhì)穩(wěn)定、方便易制的TiO2倍受研究學(xué)者的青睞。為了提高TiO2光催化效率，相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了以下研究：(1)TiO2-金屬氧/硫化物復(fù)合材料：TiO2與金屬氧/硫化物可以形成一種n-n或p-n型的異質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑。Qin等人[42]合成CdS/TiO2納米纖維，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)對(duì)醇選擇性氧化成醛，具有很高的光催化活性。(2)摻雜和缺陷調(diào)控：在TiO2晶格中摻入金屬或非金屬，可以拓寬TiO2的光譜響應(yīng)范圍。Zhu等人[43]制備的Pt@TiO2核殼材料，運(yùn)用可見(jiàn)光，在降解甲醛的實(shí)驗(yàn)中，降解

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]復(fù)合光催化劑的制備及其降解水中染料的應(yīng)用研究[D]. 王錚.同濟(jì)大學(xué) 2007
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碩士論文
[1]微/納米結(jié)構(gòu)復(fù)合型TiO2光催化劑的制備及其光催化性能研究[D]. 張荷美.河北師范大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3448026