本文關(guān)鍵詞：鈦酸鹽及其復合材料的制備與可見光催化性能的研究

  更多相關(guān)文章： TiO_2/FeTiO_3 TiO_2/SrTiO_3 H-TiO_2/SrTiO_3 光催化

【摘要】：鈦酸鹽類的催化劑由于其廉價和穩(wěn)定而備受關(guān)注,但是對太陽光的利用率低,光催化過程中產(chǎn)生的電子和空穴容易重組等缺點限制了它的應用。我們合成的含有鈦酸鹽的復合材料,可以很好的克服其缺點,異質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建不僅可以拓寬催化劑對太陽光的吸收范圍還可以促進光生電子和空穴的分離,這類催化劑在光催化領(lǐng)域有著較高的催化活性和穩(wěn)定性。本論文主要研究內(nèi)容如下:1.設(shè)計了連續(xù)的兩步溶劑熱的方法合成了分級結(jié)構(gòu)TiO_2/FeTiO_3空心球異質(zhì)結(jié)復合材料。首先形成了鈦甘油前驅(qū)體(Ti-Gly),之后向生成的Ti-Gly前驅(qū)體中加入硝酸鐵,經(jīng)過一個瓦爾德熟化的過程形成了鈦鐵甘油前驅(qū)體(Ti-Gly-Fe),之后在空氣下焙燒,形成了分級結(jié)構(gòu)TiO_2/FeTiO_3空心球異質(zhì)結(jié)。改變反應體系中鈦和鐵的摩爾比例可以形成不同組分的材料,還可以改變反應時間來探究其生長機理。催化劑在光催化分解水制氧和降解有機污染物中表現(xiàn)出較好的催化活性。2.通過兩步連續(xù)的溶劑熱反應合成了TiO_2/SrTiO_3多孔微球復合材料,我們在第一步合成的Ti-Gly體系中加入硝酸鍶,通過一個溶劑熱的反應生成了Ti-Gly-Sr前驅(qū)體,煅燒后形成TiO_2/SrTiO_3多孔微球復合材料。在第二步溶劑熱中,通過調(diào)節(jié)鈦與鍶的反應摩爾比以及反應的溶劑,可以對復合物的組分以及形貌進行調(diào)控,進而提高了催化劑分解水制氫活性。3.在原有合成TiO_2/SrTiO_3多孔微球復合物方法的基礎(chǔ)上,將TiO_2/SrTiO_3進行氫化處理得到了氫化的TiO_2/SrTiO_3(H-TiO_2/SrTiO_3)。在氫化的過程中,改變氫化的時間以及溫度,可以探究不同的Ti3+和氧空位的量在光催化反應中對催化劑活性的影響。合適的氧空位和Ti3+的量有利于光催化反應的進行,不僅可以促進光生電對的分離還可以增加催化劑對可見光的吸收,進一步提高催化劑的可見光制氫活性。
【關(guān)鍵詞】：TiO_2/FeTiO_3 TiO_2/SrTiO_3 H-TiO_2/SrTiO_3 光催化
【學位授予單位】：黑龍江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TQ116.2
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-26
• 1.1 光催化技術(shù)的應用9-14
• 1.1.1 半導體材料光催化原理9-10
• 1.1.2 光催化反應的主要應用10-14
• 1.2 可見光催化劑的分類14-15
• 1.2.1 半導體異質(zhì)結(jié)光催化劑15
• 1.3 幾種光催化劑簡介15-24
• 1.3.1 TiO_2光催化劑簡介15-20
• 1.3.2 SrTiO_3的簡介及應用20-22
• 1.3.3 FeTiO_3的簡介及相關(guān)研究進展22-24
• 1.4 選題背景24-25
• 1.5 本課題的研究內(nèi)容25-26
• 第2章 實驗材料和表征方法26-30
• 2.1 實驗試劑26
• 2.2 實驗儀器和設(shè)備26-27
• 2.3 表征方法及原理27-28
• 2.3.1 廣角X射線粉末衍射 (XRD)27
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡 (SEM)27
• 2.3.3 透射電子顯微鏡 (TEM)27-28
• 2.3.4 X射線光電子能譜 (XPS)28
• 2.3.5 電化學阻抗譜 (EIS)28
• 2.3.6 紫外-可見光譜 (UV-visible spectroscopy)28
• 2.3.7 普林斯頓電化學工作站 (Princeton electrochemical workstation)28
• 2.3.8 熒光檢測器 (Fluorescence Spectrophotometer)28
• 2.4 性能測試28-30
• 2.4.1 光催化分解水制氫28-29
• 2.4.2 光催化降解有機污染物29-30
• 第3章 分級結(jié)構(gòu)TiO_2/FeTiO_3空心球的可控合成及其可見光催化性能的研究30-43
• 3.1 引言30-31
• 3.2 實驗部分31-32
• 3.2.1 分級結(jié)構(gòu)TiO_2/FeTiO_3空心球的可控合成31
• 3.2.2 TiO_2/FeTiO_3的可見光催化性能31-32
• 3.3 結(jié)果與討論32-42
• 3.3.1 TiO_2/FeTiO_3催化劑的表征及其性能測試32-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 TiO_2/SrTiO_3多孔微球復合材料的制備及分解水析氫性能研究43-52
• 4.1 引言43
• 4.2 實驗部分43-44
• 4.2.1 TiO_2/SrTiO_3多孔微球的制備43-44
• 4.2.2 TiO_2/SrTiO_3可見光催化性能44
• 4.3 結(jié)果與表征44-51
• 4.3.1 TiO_2/SrTiO_3催化劑的表征44-49
• 4.3.2 TiO_2/SrTiO_3催化劑可見光分解水制氫49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 氫化的TiO_2/SrTiO_3多孔微球高效光催化劑的制備52-63
• 5.1 引言52
• 5.2 實驗部分52-53
• 5.2.1 氫化的TiO_2/SrTiO_3多孔微球催化劑的制備52-53
• 5.2.2 氫化的TiO_2/SrTiO_3可見光催化性能53
• 5.3 結(jié)果與表征53-62
• 5.3.1 氫化的TiO_2/SrTiO_3多孔微球催化劑的表征53-59
• 5.3.2 氫化的TiO_2/SrTiO_3分解水產(chǎn)氫性能測試59-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻64-75
• 致謝75-76
• 攻讀士學位期間發(fā)表的論文76-77

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;光催化分解硫化氫制氫研究獲進展[J];化工進展;2010年02期

2 ;光催化分解硫化氫制氫研究獲進展[J];天津化工;2010年01期

3 ;光催化分解硫化氫制氫研究獲進展[J];工業(yè)催化;2010年02期

4 蔡乃才,簡翠英,董慶華;有機羧酸的光催化分解反應[J];感光科學與光化學;1988年04期

5 張誼華，滕玉美，曾憲康，王涵慧，俞稼鏞;光催化分解硫化氫制取氫氣的研究[J];感光科學與光化學;1994年02期

6 溫福宇;楊金輝;宗旭;馬藝;徐倩;馬保軍;李燦;;太陽能光催化制氫研究進展[J];化學進展;2009年11期

7 張德;;有害的硫化氫污染物可經(jīng)光催化成有用的氫和硫[J];化學通報;1982年05期

8 ;水洗再生型光催化除臭濾氣器[J];現(xiàn)代化工;2001年01期

9 甘欣;趙希娟;覃彪;傅文甫;;Pt(Ⅱ)配合物光催化制氫研究進展[J];中國材料進展;2010年01期

10 呂宏飛;李錦書;單雯妍;白雪峰;;多元金屬硫化物催化劑及光催化分解硫化氫的研究進展[J];材料導報;2012年11期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李旦振;鄭宜;付賢智;;微波場助光催化及其應用[A];中國電子學會第七屆學術(shù)年會論文集[C];2001年

2 殷好勇;金振聲;張順利;張治軍;;有機物分子的吸附及光催化分解對水接觸角的影響[A];2000'全國光催化學術(shù)會議論文集[C];2000年

3 付賢智;;環(huán)境光催化基礎(chǔ)與應用研究進展[A];第六屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學術(shù)會議論文集[C];2009年

4 王崇明;;新時代——吹響了光催化號角[A];第二屆全國染整行業(yè)技術(shù)改造研討會論文集[C];2004年

5 葉云;王秀麗;馮兆池;李燦;;CdS QDs/Co complex光催化產(chǎn)氫體系的時間分辨光譜研究[A];第十七屆全國光散射學術(shù)會議摘要文集[C];2013年

6 付賢智;;環(huán)境光催化基礎(chǔ)與應用研究新進展[A];2004年全國太陽能光化學與光催化學術(shù)會議論文集[C];2004年

7 吳季懷;林煜;黃妙良;林建明;黃昀方;殷澍;佐藤次雄;;層狀納米光催化復合材料HNbWO_6/Pt的合成和性質(zhì)[A];2000'全國光催化學術(shù)會議論文集[C];2000年

8 賀攀科;張敏;楊冬梅;董芳;楊建軍;;微波-二元醇技術(shù)制備Au/TiO_2及其光催化消除臭氧[A];中國化學會第二十五屆學術(shù)年會論文摘要集（上冊）[C];2006年

9 周航月;葛介超;汪鵬飛;;團藻狀的Cd_(1-x)Zn_xS納米球:無模板法制備及其在可見光催化制氫應用[A];第十三屆全國光化學學術(shù)討論會論文集[C];2013年

10 李越湘;呂功煊;李樹本;;草酸作電子給體光催化分解水制氫[A];2000'全國光催化學術(shù)會議論文集[C];2000年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 記者 吳長鋒;光催化分解水制氫氣展現(xiàn)迷人前景[N];科技日報;2013年

2 蔡維希 蔡忠仁;光催化分解廠房有機污染物項目實施[N];中國化工報;2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韋丁;硒化銦和鈦酸銦納微結(jié)構(gòu)調(diào)控與光催化制氫性能[D];北京理工大學;2015年

2 伍明;氧化銀—氧化鋅復合物和改性的類石墨氮化碳的光催化性能研究[D];吉林大學;2015年

3 高洪林;無機離子修飾提高g-C_3N_4光催化性能的研究[D];南京大學;2014年

4 郎笛;硫化鎘光催化材料的制備及其可見光催化性能研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2016年

5 于笑瀟;分等級納米復合光催化材料的制備及其光催化性能研究[D];武漢理工大學;2010年

6 陳秀芳;石墨相氮化碳的制備、表征及其光催化性能研究[D];福州大學;2011年

7 鄭艷;鉍復合氧化物的合成及其可見光光催化性能研究[D];江南大學;2011年

8 劉美英;鉭基氮氧化物上可見光光催化分解水制氫研究[D];中國科學院研究生院（大連化學物理研究所）;2006年

9 徐新;水滑石基半導體復合材料的制備及其光催化性能研究[D];北京化工大學;2011年

10 于鶴;SrTiO_3光催化材料光吸收邊調(diào)控及其光催化產(chǎn)氫性能研究[D];南京大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王雋;釕基光敏劑的合成及其在TiO_2光催化體系中的催化性能研究[D];鄭州大學;2015年

2 李云;上轉(zhuǎn)光劑-NaTaO_3-助催化劑體系在光催化水解制氫中的應用及相關(guān)影響因素的研究[D];遼寧大學;2015年

3 邱毅偉;基于Ag_3PO_4納米復合材料的設(shè)計、制備和光催化性能研究[D];浙江理工大學;2016年

4 郭威威;石墨烯/WO_3納米催化劑的制備及其可見光催化性能的研究[D];東南大學;2015年

5 高溢;自摻雜TiO_2的制備及表面等離子體增強光催化產(chǎn)氫性能研究[D];哈爾濱師范大學;2016年

6 宋琰;TiO_2和LiNbO_3低指數(shù)面光催化性能研究[D];南京大學;2014年

7 徐鑫;BiOCl復合材料的制備及其光催化性能的研究[D];安徽理工大學;2016年

8 鄒涵;改性石墨相氮化碳及其復合物的光催化性能研究[D];江蘇大學;2016年

9 王蓉;基于金屬—有機骨架構(gòu)筑復合光催化材料及其可見光光催化制氫性能[D];安徽大學;2016年

10 范立洲;二氧化鈦表面Ni活性位的分子設(shè)計與光催化作用機制研究[D];福州大學;2014年

，

本文編號：765833