為提高二氧化鈦在可見光下光催化性能及其在載體表面的分散性,充分發(fā)揮二氧化鈦與載體材料的協(xié)同效應,本論文使用鈦酸四丁酯（TBT）作為前驅(qū)體,甲殼素（Chitin）為改性劑,具有良好柔韌性、導電性和化學穩(wěn)定性的碳纖維（CF）為載體,采用水熱法合成制備甲殼素改性TiO₂/CF復合材料（CTC）,并研究了分別添加氧化石墨烯和二硫化鉬對甲殼素改性TiO₂/CF復合材料微觀結構及催化性能影響。本論文采用X射線衍射、場發(fā)射掃描電子顯微鏡、紫外可見分光光度計、電化學工作站和X射線光電子能譜等現(xiàn)代測試方法表征了復合材料的物相組成、微觀形貌、帶隙及分子結構等特性。研究結果表明,甲殼素改性TiO₂/CF復合材料、甲殼素改性TiO₂/GO/CF復合材料、甲殼素改性TiO₂/MoS₂/CF復合材料通過水熱法成功地被制備。甲殼素的改性和吸附使其帶隙由3.08 eV減小為2.70 eV。光催化研究表明,甲殼素改性TiO₂/CF復合材料中樣品T/CF-C-0.6的降... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

TiO2光催化機理Fig.1-1.PhotocatalyticmechanismofTiO2

中國地質(zhì)大學（北京）碩士學位論文3化學成分為TiO2，含Ti量在60%以上，同時也可能含有Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等金屬和稀土元素（胡永平，1999）。板鈦礦型礦物化學成分也為TiO2，但是含Ti量為59.95%，莫氏硬度為5.6~6，密度為3.9-4.1g/cm3（鄒云玲，2015）。一般而言可以作為催化劑是銳鈦礦相TiO2，由于銳鈦礦相TiO2光催化活性要比金紅石型優(yōu)異（Wang，2011）。因為銳鈦礦相TiO2表面含有的羥基官能團數(shù)量要高于金紅石型TiO2，其表面的這些羥基官能團能夠捕獲空穴而產(chǎn)生·O2-和吸收O2及有機物質(zhì)。另外銳鈦礦型二氧化鈦的(101)晶面與一些被降解的有機污染物具有對稱結構，因此可以有效的將這些有機污染物吸附在表面。圖1-2TiO2晶體圖(a)金紅石型；(b)銳鈦礦型；(c)板鈦礦型（Mo，1995）Fig.1-2.ThecrystalstructureofTiO2(a)Rutile;(b)Anatase;(c)Brookite1.2.3二氧化鈦的電子結構一般情況下實驗所制備的TiO2光催化材料，化學比會產(chǎn)生一定數(shù)量的偏離，由于產(chǎn)生了一部分氧離子空位，會產(chǎn)生較寬禁帶寬度范圍。銳鈦礦型TiO2的帶隙為3.2eV，其被波長不大于400nm的光子輻射后吸收一些能量，由于能量的作用價帶軌道上的一些電子就會被激發(fā)從而遷移到導帶上而帶有負電荷的電子。與此同時會相應的價帶上產(chǎn)生帶相反電荷的光生空穴，載流子的產(chǎn)生使得納米TiO2材料在很多方面的應用成為可能。1.2.4二氧化鈦能帶結構的理論計算理論計算結果表明TiO2是寬禁帶半導體（Jiang，2013），其能量帶結構沿布里深淵程高度對稱結構，3d軌道分成兩個子層空軌道eg和t2g。電子通常只占

N/V共摻雜2×2×1的TiO2超胞結構

【參考文獻】：
期刊論文
[1]TiO2光催化凈化城市隧道中NOx的行為及經(jīng)濟性[J]. 潘華,陳雪松,王莉,梅瑜,徐冬梅.  中國環(huán)境科學. 2019(01)
[2]二氧化鈦光催化劑研究進展[J]. 張婷,閆學亞,袁海芳,劉麗娜.  山西化工. 2018(05)
[3]光纖負載g-C3N4/TiO2薄膜催化劑的制備及其降解間二甲苯性能研究[J]. 楊芷,劉修平,項文睿,羅敏,楊雨昕,郭伊荇.  分子科學學報. 2018(03)
[4]TiO2光催化劑負載改性和摻雜改性的方法綜述[J]. 張偉,龐月森.  湖南城市學院學報(自然科學版). 2017(02)
[5]火焰化學氣相沉積法制備多晶納米二氧化鈦及其在氣體凈化中的應用[J]. 謝洪勇,馬長文,孫志國,高桂蘭,邴乃慈,田震,朱路平,汪玲玲,楊丹丹,陳勝文.  上海第二工業(yè)大學學報. 2014(01)
[6]摻氮二氧化鈦的制備方法研究進展[J]. 王精志,施文健,顧海欣,吳薇.  材料導報. 2013(15)
[7]以玻璃珠為載體的負載型二氧化鈦的制備及光催化活性研究[J]. 趙靜.  山東化工. 2011(08)
[8]CdS量子點敏化TiO2薄膜電極的制備和光電化學性能（英文）[J]. 周婧,趙高凌,臧金鑫,宋斌,李紅,韓高榮.  硅酸鹽學報. 2011(07)
[9]反相微乳液法制備負載型TiO2光催化劑[J]. 黃靜,薛茹君,李麗,張洪流,代新營.  安徽理工大學學報(自然科學版). 2010(04)
[10]負載型納米TiO2負載方法綜述[J]. 丁虹,嵇雯雯,劉玉麗,李垚,陳善佳.  化工時刊. 2010(02)

博士論文
[1]基于板鈦礦型TiO2的納米光催化劑的制備及其光催化性能研究[D]. 鄒云玲.天津大學 2016
[2]二氧化鈦光催化、光敏化影響因素及機理研究[D]. 孫瓊.浙江大學 2011

碩士論文
[1]碳纖維負載二氧化鈦光催化材料的制備及其可見光活性研究[D]. 劉美玲.長春工業(yè)大學 2016
[2]納米ZnO基光催化劑制備及光催化降解海洋石油污染研究[D]. 胡冬冬.大連海洋大學 2013
[3]碳纖維負載二氧化鈦光催化復合材料的制備及其可見光催化活性[D]. 龐邦永.浙江理工大學 2011



本文編號：3516893