本文采用微波水熱法制備了三種摻雜型光催化劑,分別為硫、鋯單摻雜(TiO₂-S、TiO₂-Zr)和鋯-硫共摻雜(TiO₂-Zr-S)。通過正交試驗和單因素實驗,具體分析以下因素:摻雜比例、微波水熱平行合成儀的設(shè)置參數(shù)(合成功率、合成溫度、合成時間),馬弗爐的(煅燒溫度、煅燒時間)對三種摻雜型光催化劑活性的影響。以甲基橙溶液(10mg.mL^-1)作為模擬污染物,通過改變自制紫外燈、微波(MW)、微波-紫外(MW-UV)、微波-超聲-紫外(MW-UT-UV)、可見光等催化降解條件來進行光催化降解實驗,探討不同催化降解條件對三種摻雜型光催化劑的光催化活性的影響。將經(jīng)過催化降解的三種催化劑洗凈、烘干并反復投入甲基橙溶液的降解實驗中,考察三種摻雜型催化劑的穩(wěn)定性。通過X射線衍射分析(XRD)、掃描電子顯微鏡分析(FESEM)、X射線能譜分析(XPS)、N₂吸附-脫附分析(BET)、熱重示差分析(TG-DTG)、紫外-可見漫反射光譜分析(UV-Vis)、熒光光譜分析(PL和PEL)、紅外光譜...

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 TiO₂光催化劑概述
        1.1.1 TiO₂光催化劑晶型結(jié)構(gòu)
        1.1.2 TiO₂光催化機理
        1.1.3 TiO₂光催化劑的制備方法
            1.1.3.1 溶膠—凝膠法
            1.1.3.2 水熱法
            1.1.3.3 微波水熱合成法
            1.1.3.4 液相沉積法法
        1.1.4 離子摻雜改性TiO₂光催化劑
            1.1.4.1 金屬離子摻雜
            1.1.4.2 非金屬離子摻雜
            1.1.4.3 共摻雜
            1.1.4.4 S和 Zr元素摻雜改性TiO₂ 催化劑的研究進展
        1.1.5 改性TiO₂光催化劑的其他方法
        1.1.6 TiO₂光催化劑的應用
            1.1.6.1 環(huán)境凈化方面的應用
            1.1.6.2 抗菌消炎
            1.1.6.3 能源方面的應用
            1.1.6.4 紙制品
            1.1.6.5 建筑材料與化妝品
    1.2 微波化學
        1.2.1 微波化學簡介
        1.2.2 微波在有機合成中的應用
        1.2.3 微波在無機合成中的應用
        1.2.4 微波在分析化學中的應用
        1.2.5 微波水熱法制備TiO₂的研究進展
    1.3 選題的依據(jù)以及課題內(nèi)容、意義
        1.3.1 選題依據(jù)以及課題內(nèi)容
        1.3.2 課題意義
    1.4 本文創(chuàng)新點
第二章 實驗部分
    2.1 實驗試劑
    2.2 實驗儀器
    2.3 實驗內(nèi)容
        2.3.1 微波水熱法制備摻雜型TiO₂光催化劑
        2.3.2 TiO₂光催化劑催化活性及穩(wěn)定性實驗
    2.4 摻雜型TiO₂光催化劑的結(jié)構(gòu)分析及表征
        2.4.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.4.2 掃描電子顯微鏡與能譜分析(FESEM與 EDS)
        2.4.3 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.4.4 N₂吸附-脫附分析
        2.4.5 熱分析
        2.4.6 紫外可見漫反射光譜分析(UV-Vis)
        2.4.7 傅里葉變換紅外光譜分析(FTIR)
        2.4.8 熒光光譜分析(PL和PEL)
第三章 硫摻雜TiO₂光催化劑的制備及其光催化活性
    3.1 TiO₂-S光催化劑的制備
    3.2 TiO₂-S催化劑的光催化活性
        3.2.1 S摻雜量對TiO₂-S光催化活性的影響
        3.2.2 微波水熱合成功率對TiO₂-S光催化活性的影響
        3.2.3 微波水熱合成溫度對TiO₂-S光催化活性的影響
        3.2.4 微波水熱合成時間對TiO₂-S光催化活性的影響
        3.2.5 煅燒溫度對TiO₂-S光催化活性的影響
        3.2.6 煅燒時間對TiO₂-S光催化活性的影響
    3.3 降解條件對TiO₂-S光催化活性的影響
        3.3.1 微波、超聲強化TiO₂-S光催化活性
        3.3.2 TiO₂-S在可見光下的光催化活性
        3.3.3 TiO₂-S的穩(wěn)定性測試
    3.4 TiO₂-S光催化劑的表征結(jié)果
        3.4.1 FESEM以及EDS分析
        3.4.2 XPS分析
        3.4.3 TG-DTG 分析
        3.4.4 N₂吸附-脫附分析
        3.4.5 紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)
        3.4.6 熒光光譜分析(PL和PEL)
    3.5 小結(jié)
第四章 鋯摻雜TiO₂光催化劑的制備及其光催化活性
    4.1 TiO₂-Zr光催化劑的制備
    4.2 TiO₂-Zr光催化劑的催化活性
        4.2.1 Zr摻雜量對TiO₂-Zr光催化活性的影響
        4.2.2 微波水熱合成功率對TiO₂-Zr光催化活性的影響
        4.2.3 微波水熱合成溫度對TiO₂-Zr光催化活性的影響
        4.2.4 微波水熱合成時間對TiO₂-Zr光催化活性的影響
        4.2.5 煅燒溫度對TiO₂-Zr光催化活性的影響
        4.2.6 煅燒時間對TiO₂-Zr光催化活性的影響
    4.3 降解條件對TiO₂-Zr光催化活性的影響
        4.3.1 微波、超聲強化TiO₂-Zr的光催化活性
        4.3.2 TiO₂-Zr在可見光下的光催化活性
        4.3.3 TiO₂-Zr光催劑穩(wěn)定性實驗
    4.4 TiO₂-Zr光催化劑的表征結(jié)果
        4.4.1 FESEM分析
        4.4.2 XPS分析
        4.4.3 TG-DTG分析
        4.4.4 N₂吸附-脫附分析
        4.4.5 紫外-可見吸收光譜分析(UV-Vis)
        4.4.6 熒光光譜分析(PL和PEL)
    4.5 小結(jié)
第五章 鋯-硫共摻雜TiO₂光催化劑的制備及其光催化活性
    5.1 TiO₂-Zr-S光催化劑的制備
    5.2 TiO₂-Zr-S光催化劑的催化活性
        5.2.1 鋯和硫摻雜量對TiO₂-Zr-S光催化活性的影響
        5.2.2 微波水熱合成功率對TiO₂-Zr-S光催化活性的影響
        5.2.3 微波水熱合成溫度對TiO₂-Zr-S光催化活性的影響
        5.2.4 微波水熱合成時間對TiO₂-Zr-S光催化活性的影響
        5.2.5 煅燒溫度對TiO₂-Zr-S光催化活性的影響
        5.2.6 煅燒時間對TiO₂-Zr-S光催化活性的影響
    5.3 降解條件對TiO₂-Zr-S光催化活性的影響
        5.3.1 微波、超聲對TiO₂-Zr-S的強化作用
        5.3.2 TiO₂-Zr-S在可見光下的光催化活性
        5.3.3 TiO₂-Zr-S光催劑穩(wěn)定性實驗
    5.4 TiO₂-Zr-S光催化劑的表征結(jié)果
        5.4.1 FESEM分析
        5.4.2 XPS分析
        5.4.3 TG-DTG分析
        5.4.4 N₂吸附-脫附分析
        5.4.5 紫外-可見吸收光譜分(UV-Vis )
        5.4.6 熒光光譜分析(PL和PEL)
    5.5 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 研究展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝



本文編號：3869570