自二十世紀(jì)70年代初史無前例地發(fā)現(xiàn)了TiO2具有光催化活性,它于過去的數(shù)十年間在光催化降解領(lǐng)域得到了廣泛研究。與其他半導(dǎo)體相比,TiO2有諸多具有潛力的優(yōu)勢(shì),如廉價(jià)的成本、高的化學(xué)穩(wěn)定性和對(duì)環(huán)境無害性等。然而,其寬的帶隙和光生電子-空穴對(duì)迅速的復(fù)合導(dǎo)致其對(duì)可見光吸收缺乏(λ<380 nm),以及幾乎90%的光生載流子的丟失,這大大限制了TiO2在光催化降解領(lǐng)域的應(yīng)用。此外,TiO2對(duì)有機(jī)污染物的吸附能力的強(qiáng)弱,也會(huì)對(duì)其光催化降解過程產(chǎn)生重要影響。在適宜范圍內(nèi)較強(qiáng)的吸附能力有利于提高光催化反應(yīng)速率。因此,為了克服上述兩點(diǎn)不足并提高TiO2對(duì)有機(jī)污染物的吸附能力,本文對(duì)TiO2進(jìn)行了改性處理,主要研究了摻雜TiO2/還原氧化石墨烯復(fù)合物的制備及表征,而且,通過可見光下對(duì)亞甲基藍(lán)等有機(jī)污染物的光降解評(píng)估了復(fù)合物的光催化降解性能。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)Ni摻雜TiO2納米顆粒/還原氧化石墨烯復(fù)合物的制備及光催化性能研究。首先用天然石墨鱗片作原始材料,利用改性的Hummer法制得氧化石墨烯(GO);以鈦酸四丁酯作為鈦源,以Ni(NO3)2·6H2O作為Ni源采用溶劑熱法合成Ni摻雜TiO...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要物質(zhì)及表征簡(jiǎn)寫一覽表
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 TiO₂概述
        1.2.1 TiO₂的晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 TiO₂光催化降解有機(jī)污染物的機(jī)理
        1.2.3 影響TiO₂光催化活性的因素
    1.3 TiO₂光催化劑的局限性
    1.4 提高TiO₂光催化活性的改性方法
        1.4.1 離子摻雜
        1.4.2 形貌改性
        1.4.3 與碳材料復(fù)合
    1.5 石墨烯概述
        1.5.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
        1.5.2 石墨烯的性能
        1.5.3 石墨烯的制備方法
        1.5.4 石墨烯基TiO₂復(fù)合物的合成及在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.6 本課題的選題依據(jù)與研究?jī)?nèi)容
        1.6.1 選題依據(jù)
        1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 Ni摻雜TiO₂納米顆粒/還原氧化石墨烯復(fù)合物的制備及光催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        2.2.2 氧化石墨烯的制備
        2.2.3 TiO₂納米顆粒與Ni摻雜TiO₂納米顆粒的制備
        2.2.4 Ni摻雜TiO₂納米顆粒/還原氧化石墨烯復(fù)合物的制備
        2.2.5 樣品的表征
        2.2.6 樣品的光催化性能測(cè)試
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
        2.3.1 樣品的XRD表征及分析
        2.3.2 樣品的FTIR分析
        2.3.3 樣品的Raman分析
        2.3.4 樣品的形貌特征
        2.3.5 樣品的UV-vis DRS分析
        2.3.6 樣品在可見光下對(duì)MB的催化降解結(jié)果
        2.3.7 Ni-TiO₂NPs/RGO光催化活性提高的機(jī)理分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 Cr摻雜TiO₂納米線/還原氧化石墨烯復(fù)合物的制備及光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        3.2.2 氧化石墨烯的制備
        3.2.3 Cr摻雜TiO₂納米線/還原氧化石墨烯復(fù)合物的制備
        3.2.4 樣品的表征
        3.2.5 樣品的光催化性能測(cè)試
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
        3.3.1 樣品的XRD分析
        3.3.2 樣品的Raman分析
        3.3.3 樣品的FTIR分析
        3.3.4 樣品的XPS分析
        3.3.5 樣品的形貌特征
        3.3.6 樣品的UV-vis DRS分析
        3.3.7 樣品的光催化性能測(cè)試
        3.3.8 Cr-TiO₂NWs/RGO光催化活性提高的機(jī)理分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Mo摻雜TiO₂納米線/還原氧化石墨烯復(fù)合物的制備及光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        4.2.2 氧化石墨烯的制備
        4.2.3 Mo摻雜TiO₂納米線/還原氧化石墨烯復(fù)合物的制備
        4.2.4 樣品的表征
        4.2.5 樣品的光催化性能測(cè)試
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
        4.3.1 樣品的XRD分析
        4.3.2 樣品的Raman分析
        4.3.3 樣品的TGA表征
        4.3.4 樣品的FTIR分析
        4.3.5 樣品的XPS分析
        4.3.6 樣品的形貌特征
        4.3.7 樣品的UV-vis DRS分析
        4.3.8 樣品的光催化性能測(cè)試
        4.3.9 Mo-TiO₂NWs/RGO光催化活性提高的機(jī)理分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 主要結(jié)論與課題展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 課題展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3756593