本文關(guān)鍵詞：軟模板法制備介孔二氧化鈦及其光催化性能研究

  更多相關(guān)文章： TiO_2 C-TiO_2 光催化 軟模板 植酸 離子液體

【摘要】：介孔二氧化鈦擁有較大的比表面積和較高的熱穩(wěn)定性,因而具有優(yōu)良的光催化性能,光電轉(zhuǎn)換性能和抗紫外線性能等,在光催化降解污染物、太陽能電池等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文主要以鈦酸四丁酯為鈦源和前驅(qū)體,分別選用植酸(IP6或PA)和離子液體([Hmim][PF6])作為軟模板,通過溶膠-凝膠法制備納米級介孔Ti O_2光催化劑,分析模板劑用量、煅燒溫度、煅燒時間等因素對樣品性能的影響,從而找到最佳制備條件。并在此基礎(chǔ)上以模板自身為碳源,通過一步法合成碳摻雜(C-Ti O_2)復(fù)合光催化材料。利用XRD、BET、EDS、UV-VIS、PL、SEM、TEM等方法對樣品進(jìn)行表征,通過降解活性艷藍(lán)KN-R染料來檢測樣品的光催化性能。主要結(jié)論如下:1.植酸模板和離子液體模板有助于合成Ti O_2光催化劑。制得的樣品顆粒尺寸較為均勻,同時比表面積顯著提高,是一種具有明顯銳鈦礦晶相的介孔納米材料。兩種模板的最佳合成工藝條件均為:模板用量比6%、煅燒溫度500℃、煅燒時間2 h。175 W紫外燈照射1 h,光催化降解率分別可達(dá)91.02%和85.26%。2.以植酸和離子液體兩種不同模板劑作為碳源,均成功制備出了較大比表面積的銳鈦礦相介孔C-Ti O_2復(fù)合光催化劑。研究表明,C元素的引入使樣品結(jié)構(gòu)、比表面積和光吸收范圍和強(qiáng)度均有提高,300 W氙燈模擬太陽光照射1 h,光催化降解率分別達(dá)88.43%和96.08%。同時,離子液體為模板制備的C-Ti O_2光催化劑的結(jié)構(gòu)性能均優(yōu)于植酸模板。
【關(guān)鍵詞】：TiO_2 C-TiO_2 光催化 軟模板 植酸 離子液體
【學(xué)位授予單位】：大連工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 TiO_2光催化劑概述10-14
• 1.2.1 TiO_2的晶體結(jié)構(gòu)10
• 1.2.2 TiO_2的光催化機(jī)理10-11
• 1.2.3 納米TiO_2的制備方法11-12
• 1.2.3.1 氣相法11-12
• 1.2.3.2 液相法12
• 1.2.3.3 固相法12
• 1.2.4 TiO_2光催化材料的改性方法12-14
• 1.2.4.1 貴金屬沉積13
• 1.2.4.2 金屬摻雜13
• 1.2.4.3 非金屬摻雜13
• 1.2.4.4 半導(dǎo)體復(fù)合13-14
• 1.3 模板法合成介孔材料概述14-15
• 1.3.1 硬模板法14
• 1.3.2 軟模板法14-15
• 1.4 植酸概述15-16
• 1.5 離子液體概述16
• 1.6 選題意義和研究內(nèi)容16-18
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分18-23
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器18-19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑19
• 2.3 合成方法19-20
• 2.3.1 植酸為模板制備TiO_2光催化劑19-20
• 2.3.2 離子液體為模板制備TiO_2光催化劑20
• 2.3.3 模板為碳源制備C-TiO_2復(fù)合光催化劑20
• 2.4 表征方法20-21
• 2.5 光催化活性測試方法21-23
• 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論23-66
• 3.1 植酸為模板制備TiO_2光催化劑的表征23-42
• 3.1.1 不同植酸用量下制備TiO_2光催化劑的表征23-31
• 3.1.1.1 樣品的XRD表征23-24
• 3.1.1.2 樣品的N_2吸附脫附表征24-27
• 3.1.1.3 樣品的DRS表征27
• 3.1.1.4 樣品的EDS表征27-28
• 3.1.1.5 樣品的PL表征28-29
• 3.1.1.6 樣品的SEM表征29-30
• 3.1.1.7 樣品的TEM表征30
• 3.1.1.8 樣品的光催化性能表征30-31
• 3.1.2 不同煅燒溫度下制備TiO_2光催化劑的表征31-37
• 3.1.2.1 樣品的XRD表征31-32
• 3.1.2.2 樣品的N_2吸附脫附表征32-35
• 3.1.2.3 樣品的DRS表征35-36
• 3.1.2.4 樣品的PL表征36
• 3.1.2.5 樣品的光催化性能表征36-37
• 3.1.3 不同煅燒時間下制備TiO_2光催化劑的表征37-42
• 3.1.3.1 樣品的XRD表征37-38
• 3.1.3.2 樣品的N_2吸附脫附表征38-40
• 3.1.3.3 樣品的PL表征40-41
• 3.1.3.4 樣品的光催化性能表征41-42
• 3.1.4 本節(jié)小結(jié)42
• 3.2 離子液體為模板制備TiO_2光催化劑的表征42-58
• 3.2.1 不同離子液體用量下制備TiO_2光催化劑的表征42-49
• 3.2.1.1 樣品的XRD表征43
• 3.2.1.2 樣品的N_2吸附脫附表征43-46
• 3.2.1.3 樣品的DRS表征46
• 3.2.1.4 樣品的EDS表征46-47
• 3.2.1.5 樣品的PL表征47
• 3.2.1.6 樣品的SEM表征47-48
• 3.2.1.7 樣品的TEM表征48-49
• 3.2.1.8 樣品的光催化性能表征49
• 3.2.2 不同煅燒溫度下制備TiO_2光催化劑的表征49-53
• 3.2.2.1 樣品的XRD表征49-50
• 3.2.2.2 樣品的N_2吸附脫附表征50-51
• 3.2.2.3 樣品的DRS表征51-52
• 3.2.2.4 樣品的PL表征52-53
• 3.2.2.5 樣品的光催化性能表征53
• 3.2.3 不同煅燒時間下制備TiO_2光催化劑的表征53-57
• 3.2.3.1 樣品的XRD表征54
• 3.2.3.2 樣品的N_2吸附脫附表征54-56
• 3.2.3.3 樣品的光催化性能表征56-57
• 3.2.4 本節(jié)小結(jié)57-58
• 3.3 模板為碳源合成C-TiO_2復(fù)合光催化劑的表征58-66
• 3.3.1 不同模板為碳源合成C-TiO_2復(fù)合光催化劑的表征58-64
• 3.3.1.1 樣品的XRD表征58-59
• 3.3.1.2 樣品的N_2吸附脫附表征59-60
• 3.3.1.3 樣品的DRS表征60-61
• 3.3.1.4 樣品的EDS表征61
• 3.3.1.5 樣品的SEM表征61-62
• 3.3.1.6 樣品的TEM表征62-63
• 3.3.1.7 樣品的光催化性能表征63-64
• 3.3.2 機(jī)理討論64-65
• 3.3.3 本節(jié)小結(jié)65-66
• 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 致謝70

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王利軍,李寶會,金慶華,朱水平,郭振亞,王敬中,丁大同;模板劑在沸石合成過程中的作用機(jī)理研究[J];化學(xué)物理學(xué)報(bào);2000年03期

2 王錦航,劉中民,孫振剛,楊越,何艷麗,許磊,齊越;以1,6-己二胺為模板劑的層狀磷酸鋯晶體的合成與表征[J];催化學(xué)報(bào);2004年05期

3 李林剛;唐渝;張淵明;楊駿;杜碧瑩;;不同胺模板劑合成有孔硫化鋅納米空球[J];暨南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年01期

4 王業(yè)紅;譚涓;劉靖;陳穎;李旭影;;萃取法脫除介孔磷酸鎳模板劑的研究[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2010年23期

5 許本靜;龍軍;閻子峰;朱玉霞;田輝平;;以蔗糖為模板劑合成介孔氧化鋁[J];工業(yè)催化;2010年01期

6 馮雷;孫健;魏夢雪;李學(xué)強(qiáng);;多核季胺鹽類功能分子篩模板劑的合成[J];合成化學(xué);2012年06期

7 萬穎,盧冠忠;混合模板劑合成鈦硅分子篩[J];華東理工大學(xué)學(xué)報(bào);1997年02期

8 馬允;;模板劑對中孔氧化鋯結(jié)構(gòu)的影響[J];化工技術(shù)與開發(fā);2009年03期

9 黃永茂;徐智策;張志艷;張雪梅;;三模板劑法合成鈦硅介孔納米球[J];河北工業(yè)科技;2010年01期

10 馬志軍;邵榮策;朱一民;李艷軍;;模板劑對阜新天然沸石制備分子篩的影響[J];非金屬礦;2012年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田濤;李激揚(yáng);梁志強(qiáng);于吉紅;徐如人;;以2-甲基-1,5-戊二胺為模板劑的開放骨架磷酸鹽的合成與結(jié)構(gòu)[A];第十五屆全國分子篩學(xué)術(shù)大會論文集[C];2009年

2 黃風(fēng)華;;有機(jī)模板劑對磷酸鋅鋁分子篩晶相形成的影響[A];中國化學(xué)會第四屆有機(jī)化學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

3 張斌;宋曉偉;徐君;閆文付;于吉紅;鄧風(fēng);徐如人;;有機(jī)模板劑在相似晶化條件下的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向能力研究[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第08分會場摘要集[C];2010年

4 莊稼;遲燕華;王棟;;低熱固相反應(yīng)中軟模板劑對復(fù)合氧化物形貌的影響[A];中國化學(xué)會第二十五屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集（下冊）[C];2006年

5 王一萌;岳明波;魏峰;周瑜;萬密密;朱建華;;綜合利用介孔合成材料里的模板劑膠束[A];第十七屆全國分子篩學(xué)術(shù)大會會議論文集[C];2013年

6 蘇婕;尤力平;王穎霞;廖復(fù)輝;林建華;;具有STF骨架的二氧化硅沸石合成與結(jié)構(gòu)分析[A];中國晶體學(xué)會第四屆全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議學(xué)術(shù)論文摘要集[C];2008年

7 孫元元;韓書華;;以短鏈三聚表面活性劑為模板劑合成超微孔二氧化硅材料[A];中國化學(xué)會第十二屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2009年

8 趙慧茹;李牛;項(xiàng)壽鶴;;SAPO-34分子篩硅分布控制的合成研究[A];第十七屆全國分子篩學(xué)術(shù)大會會議論文集[C];2013年

9 韓偉;賈玉心;熊國興;楊維慎;;無模板劑的溶膠凝膠法合成介微孔復(fù)合材料[A];中國化工學(xué)會2005年石油化工學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

10 程琳;楊國昱;;新穎籠狀硼酸鋁的合成與結(jié)構(gòu)[A];中國化學(xué)會第五屆全國多酸化學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 肖麗萍;多孔化合物脫模板劑研究[D];浙江大學(xué);2006年

2 劉寶玉;多級孔沸石的設(shè)計(jì)合成、催化性能及計(jì)算機(jī)模擬研究[D];華南理工大學(xué);2015年

3 劉旭光;多孔材料中模板劑的催化脫除[D];天津大學(xué);2010年

4 馮靜東;基于N-烷基吡啶和1，3-二烷基咪唑類離子液體為溶劑和模板劑的金屬磷酸鹽的離子熱合成、結(jié)構(gòu)與表征[D];東北師范大學(xué);2010年

5 劉淑真;陽離子聚合物模板劑合成沸石材料[D];吉林大學(xué);2007年

6 郭亞楠;過渡金屬摻雜微孔磷酸鋁化合物的合成、表征與脫模板劑研究[D];吉林大學(xué);2012年

7 王炎;介孔TiO_2的模板法合成及結(jié)構(gòu)修飾研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

8 魏晶;兩親性模板劑的設(shè)計(jì)及其用于新型大孔徑有序介孔材料的合成及應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

9 殷立雄;Sm_2O_3微晶的水熱與溶劑熱法制備工藝、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究[D];陜西科技大學(xué);2012年

10 宋江偉;沸石分子篩的無模板合成以及多孔沸石粒子的組裝與催化性能研究[D];吉林大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫惠惠;介孔SiO_2和TiO_2微球的合成及形貌結(jié)構(gòu)調(diào)控[D];華南理工大學(xué);2015年

2 陳志強(qiáng);ZSM-35分子篩的制備及催化性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

3 趙嬌嬌;ZSM-5、SAPO-34/18、IM-5分子篩的合成及催化性能評價[D];山西大學(xué);2015年

4 韓雪玲;鉍系光催化材料制備及其光催化性能研究[D];河南師范大學(xué);2015年

5 劉瑜;弱酸性體系SBA-3合成中的鹽效應(yīng)[D];太原理工大學(xué);2014年

6 陳鋒;含錳SAPO-34分子篩的合成及其NH_3-SCR性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

7 鄭麗明;多級孔金屬—有機(jī)骨架材料(MOFs)的合成及其性能初探[D];華南理工大學(xué);2015年

8 譚群軍;氫氧化六甲雙銨模板劑合成與ITQ-13分子篩的制備研究[D];太原理工大學(xué);2012年

9 李莎;基于MTO反應(yīng)的多級孔分子篩的合成、表征與催化性能評價[D];太原理工大學(xué);2012年

10 趙碩;基于質(zhì)子型離子液體微介孔硅材料的制備及性能研究[D];東南大學(xué);2015年

，

本文編號：825566