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(yīng),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(dǎo)電性和化學(xué)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(fù)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(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)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(jì)、電化學(xué)工作站和X射線光電子能譜等現(xiàn)代測試方法表征了復(fù)合材料的物相組成、微觀形貌、帶隙及分子結(jié)構(gòu)等特性。研究結(jié)果表明,甲殼素改性TiO₂/CF復(fù)合材料、甲殼素改性TiO₂/GO/CF復(fù)合材料、甲殼素改性TiO₂/MoS₂/CF復(fù)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(fù)合材料中樣品T/CF-C-0.6的降... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(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(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

TiO2光催化機(jī)理Fig.1-1.PhotocatalyticmechanismofTiO2

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文3化學(xué)成分為TiO2，含Ti量在60%以上，同時(shí)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(xué)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?yàn)殇J鈦礦相TiO2表面含有的羥基官能團(tuán)數(shù)量要高于金紅石型TiO2，其表面的這些羥基官能團(tuán)能夠捕獲空穴而產(chǎn)生·O2-和吸收O2及有機(jī)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(jī)污染物具有對稱結(jié)構(gòu)，因此可以有效的將這些有機(jī)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(jié)構(gòu)一般情況下實(shí)驗(yàn)所制備的TiO2光催化材料，化學(xué)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(jià)帶軌道上的一些電子就會被激發(fā)從而遷移到導(dǎo)帶上而帶有負(fù)電荷的電子。與此同時(shí)會相應(yīng)的價(jià)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(yīng)用成為可能。1.2.4二氧化鈦能帶結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算理論計(jì)算結(jié)果表明TiO2是寬禁帶半導(dǎo)體（Jiang，2013），其能量帶結(jié)構(gòu)沿布里深淵程高度對稱結(jié)構(gòu)，3d軌道分成兩個(gè)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(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]TiO2光催化凈化城市隧道中NOx的行為及經(jīng)濟(jì)性[J]. 潘華,陳雪松,王莉,梅瑜,徐冬梅.  中國環(huán)境科學(xué). 2019(01)
[2]二氧化鈦光催化劑研究進(jìn)展[J]. 張婷,閆學(xué)亞,袁海芳,劉麗娜.  山西化工. 2018(05)
[3]光纖負(fù)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(xiàng)文睿,羅敏,楊雨昕,郭伊荇.  分子科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]TiO2光催化劑負(fù)載改性和摻雜改性的方法綜述[J]. 張偉,龐月森.  湖南城市學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[5]火焰化學(xué)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(yīng)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(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
[6]摻氮二氧化鈦的制備方法研究進(jìn)展[J]. 王精志,施文健,顧海欣,吳薇.  材料導(dǎo)報(bào). 2013(15)
[7]以玻璃珠為載體的負(fù)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(diǎn)敏化TiO2薄膜電極的制備和光電化學(xué)性能（英文）[J]. 周婧,趙高凌,臧金鑫,宋斌,李紅,韓高榮.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2011(07)
[9]反相微乳液法制備負(fù)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(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(04)
[10]負(fù)載型納米TiO2負(fù)載方法綜述[J]. 丁虹,嵇雯雯,劉玉麗,李垚,陳善佳.  化工時(shí)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(xué) 2016
[2]二氧化鈦光催化、光敏化影響因素及機(jī)理研究[D]. 孫瓊.浙江大學(xué) 2011

碩士論文
[1]碳纖維負(fù)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(xué) 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(xué) 2013
[3]碳纖維負(fù)載二氧化鈦光催化復(fù)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(xué) 2011



本文編號：3516893