多級有序C/Nd 2 O 3 /TiO 2 的制備及光催化性能與理論研究
發(fā)布時間：2022-02-09 22:29
采用溶膠-凝膠法制備了介孔TiO2、C/TiO2、Nd2O3/TiO2和C/Nd2O3/TiO2,并以陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）和聚苯乙烯（PS）膠晶為模板劑制備了SDBS/C/Nd2O3/TiO2和多級有序C/Nd2O3/TiO2催化材料。通過SEM、TEM、XRD、XPS、UV-vis DRS和N2吸附-脫附表征手段和理論計算對所制備催化材料的表面形貌、晶型、化學形態(tài)、光吸收性能,比表面積和孔容以及電子結構和態(tài)密度等性能進行探析。并以甲基橙溶液為探針,在可見光條件下對制備材料進行光催化性能測試,并對其光催化機理進行了探討。根據(jù)表征結果可知多級有序C/Nd2O3/TiO2催化劑...
【文章來源】：齊齊哈爾大學黑龍江省
【文章頁數(shù)】：48 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
介孔C/Nd2O3/TiO2元素配比的確定Fig.3.1ThedeterminationofthematchingratioofmesoporousC/Nd2O3/TiO2
圖 3.3 催化材料的 XRD 譜圖Fig.3.3 XRD spectrum of catalytic materials以看出所有樣品表現(xiàn)出 TiO2的特征衍射峰，而且根鈦礦型，并且沒有檢測出其他的峰。摻雜 Nd2O3的峰位基本上是一致的，其原因可能是 Nd2O3摻雜元素含量比較低，低于 XRD 測試儀器的檢測范圍表 3.6 催化劑結構信息Tab.3.6 The structural information for the samples介孔C/TiO2介孔Nd2O3/TiO2介孔C/Nd2O3/TiO2SDBSNd2O3/T3.16 3.14 3.12 3.063.12 2.79 2.65
紫外漫反射光譜（A）和紫外光吸收對禁帶寬度譜圖（B）。其中圖 3.4a/TiO2、介孔 Nd2O3/TiO2、介孔 TiO2、多級有序 C/Nd2O3/TiO2、介孔 C/NdS/C/Nd2O3/TiO2。圖 3.4A 中可知，在波長小于 400 nm 范圍內(nèi)吸收明顯是 TiO2固有的吸。通過摻雜非金屬 C 元素后，TiO2吸收邊向長波方向移動，并且隨著稀d2O3的摻入，其吸收邊向長波方向移動距離增大，且在波長為 550 和 5個吸收峰，這是 Nd 元素特有的屬性，從而證明 Nd2O3成功摻雜到催化元素之后改變了其內(nèi)部的能帶結構和電子結構，可能在 TiO2的價帶和間能級，光生電子和空穴可以通過這些中間能級發(fā)生躍遷，因此所需的可見光范圍，從而使摻雜的 TiO2具有可見光吸收吸能，使其對可見光提高。通過加入模板劑改變 TiO2的形貌發(fā)現(xiàn)多級有序 C/Nd2O3/Nd2O3/TiO2對紫外光吸收強度優(yōu)于其他催化材料。從圖 3B 可知，根據(jù)吸收光的能量，可以求出制備的催化材料的禁帶寬度，如表 3.6 所示。其寬度為 3.19 eV，多級有序 C/Nd2O3/TiO2催化材料為 2.91eV，其多孔結光線，能夠提高光的捕獲，從而可以增強光催化活性。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]溶膠-凝膠法制備共摻雜負載型二氧化鈦光催化劑[J]. 苗征,朱絨霞,趙建峰. 空軍工程大學學報(自然科學版). 2016(06)
[2]溶膠-凝膠法制備摻雜鑭的二氧化鈦及光催化性能[J]. 郭玉瑋,劉文芳,丁永萍. 河南大學學報(自然科學版). 2016(03)
[3]WO3/TiO2復合材料的制備及對甲醛的光催化降解研究[J]. 董金龍,史艷茹,任躍紅,牛俊杰,王尚義. 中北大學學報(自然科學版). 2014(02)
[4]軟模板法制備二氧化鈦納米晶及表征[J]. 李詠,宋偉明,韓雪佳,李世興,楊穎,何錫鳳. 人工晶體學報. 2014(04)
[5]碳摻雜二氧化鈦粉體的制備及光催化性能研究[J]. 王志,魏靜. 安全與環(huán)境工程. 2014(02)
[6]溶膠-凝膠法制備納米TiO2粉體的研究進展[J]. 曾愛香,羅麗,胡凱龍. 材料導報. 2013(19)
[7]二氧化鈦光催化材料及其改性技術研究進展[J]. 陳琳,楊蘇東,王傳義,馬鵬程. 離子交換與吸附. 2013(01)
[8]改性TiO2納米粒子用于可見光催化反應[J]. 范濟民,趙志換,王建業(yè),王志忠. 應用化工. 2012(09)
[9]具有可見光響應的改性納米TiO2研究進展[J]. 裴振昭,王飛,何順林,梁亞濤,宋寧. 河北工程大學學報(自然科學版). 2012(02)
[10]氮摻雜二氧化鈦光催化降解甲基橙的研究[J]. 左玉香. 化學工程師. 2011(11)
碩士論文
[1]鋅摻雜二氧化鈦/石墨烯的制備及其光催化性能的研究[D]. 龐朔.吉林大學 2016
[2]介孔二氧化鈦納米材料的可控制備及改性研究[D]. 黃忠寧.南昌航空大學 2016
[3]納米二氧化鈦復合材料的制備及其性能研究[D]. 賀天成.燕山大學 2015
[4]溶膠-凝膠法制備TiO2及其光催化性能的研究[D]. 李紅梅.中國石油大學(華東) 2014
[5]二氧化鈦納米光催化劑的制備及其性能研究[D]. 馬志麗.湖南大學 2013
本文編號：3617752
【文章來源】：齊齊哈爾大學黑龍江省
【文章頁數(shù)】：48 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
介孔C/Nd2O3/TiO2元素配比的確定Fig.3.1ThedeterminationofthematchingratioofmesoporousC/Nd2O3/TiO2
圖 3.3 催化材料的 XRD 譜圖Fig.3.3 XRD spectrum of catalytic materials以看出所有樣品表現(xiàn)出 TiO2的特征衍射峰，而且根鈦礦型，并且沒有檢測出其他的峰。摻雜 Nd2O3的峰位基本上是一致的，其原因可能是 Nd2O3摻雜元素含量比較低，低于 XRD 測試儀器的檢測范圍表 3.6 催化劑結構信息Tab.3.6 The structural information for the samples介孔C/TiO2介孔Nd2O3/TiO2介孔C/Nd2O3/TiO2SDBSNd2O3/T3.16 3.14 3.12 3.063.12 2.79 2.65
紫外漫反射光譜（A）和紫外光吸收對禁帶寬度譜圖（B）。其中圖 3.4a/TiO2、介孔 Nd2O3/TiO2、介孔 TiO2、多級有序 C/Nd2O3/TiO2、介孔 C/NdS/C/Nd2O3/TiO2。圖 3.4A 中可知，在波長小于 400 nm 范圍內(nèi)吸收明顯是 TiO2固有的吸。通過摻雜非金屬 C 元素后，TiO2吸收邊向長波方向移動，并且隨著稀d2O3的摻入，其吸收邊向長波方向移動距離增大，且在波長為 550 和 5個吸收峰，這是 Nd 元素特有的屬性，從而證明 Nd2O3成功摻雜到催化元素之后改變了其內(nèi)部的能帶結構和電子結構，可能在 TiO2的價帶和間能級，光生電子和空穴可以通過這些中間能級發(fā)生躍遷，因此所需的可見光范圍，從而使摻雜的 TiO2具有可見光吸收吸能，使其對可見光提高。通過加入模板劑改變 TiO2的形貌發(fā)現(xiàn)多級有序 C/Nd2O3/Nd2O3/TiO2對紫外光吸收強度優(yōu)于其他催化材料。從圖 3B 可知，根據(jù)吸收光的能量，可以求出制備的催化材料的禁帶寬度，如表 3.6 所示。其寬度為 3.19 eV，多級有序 C/Nd2O3/TiO2催化材料為 2.91eV，其多孔結光線，能夠提高光的捕獲，從而可以增強光催化活性。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]溶膠-凝膠法制備共摻雜負載型二氧化鈦光催化劑[J]. 苗征,朱絨霞,趙建峰. 空軍工程大學學報(自然科學版). 2016(06)
[2]溶膠-凝膠法制備摻雜鑭的二氧化鈦及光催化性能[J]. 郭玉瑋,劉文芳,丁永萍. 河南大學學報(自然科學版). 2016(03)
[3]WO3/TiO2復合材料的制備及對甲醛的光催化降解研究[J]. 董金龍,史艷茹,任躍紅,牛俊杰,王尚義. 中北大學學報(自然科學版). 2014(02)
[4]軟模板法制備二氧化鈦納米晶及表征[J]. 李詠,宋偉明,韓雪佳,李世興,楊穎,何錫鳳. 人工晶體學報. 2014(04)
[5]碳摻雜二氧化鈦粉體的制備及光催化性能研究[J]. 王志,魏靜. 安全與環(huán)境工程. 2014(02)
[6]溶膠-凝膠法制備納米TiO2粉體的研究進展[J]. 曾愛香,羅麗,胡凱龍. 材料導報. 2013(19)
[7]二氧化鈦光催化材料及其改性技術研究進展[J]. 陳琳,楊蘇東,王傳義,馬鵬程. 離子交換與吸附. 2013(01)
[8]改性TiO2納米粒子用于可見光催化反應[J]. 范濟民,趙志換,王建業(yè),王志忠. 應用化工. 2012(09)
[9]具有可見光響應的改性納米TiO2研究進展[J]. 裴振昭,王飛,何順林,梁亞濤,宋寧. 河北工程大學學報(自然科學版). 2012(02)
[10]氮摻雜二氧化鈦光催化降解甲基橙的研究[J]. 左玉香. 化學工程師. 2011(11)
碩士論文
[1]鋅摻雜二氧化鈦/石墨烯的制備及其光催化性能的研究[D]. 龐朔.吉林大學 2016
[2]介孔二氧化鈦納米材料的可控制備及改性研究[D]. 黃忠寧.南昌航空大學 2016
[3]納米二氧化鈦復合材料的制備及其性能研究[D]. 賀天成.燕山大學 2015
[4]溶膠-凝膠法制備TiO2及其光催化性能的研究[D]. 李紅梅.中國石油大學(華東) 2014
[5]二氧化鈦納米光催化劑的制備及其性能研究[D]. 馬志麗.湖南大學 2013
本文編號：3617752
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/huaxue/3617752.html
最近更新
教材專著
