本文關(guān)鍵詞：二氧化鈦復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的光催化性能研究

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【摘要】：第一章,本章我們首先對光催化技術(shù)做了簡要概述;然后對光催化進程中所需的光催化材料做了介紹,隨后介紹了二氧化鈦作為光催化劑的催化特性和原理,之后針對這些特性的優(yōu)缺點介紹了一些改性方法,利用其它材料與TiO_2進行復(fù)合作為其中一種重要的改性方法被重點闡述;最后簡述了本論文工作的設(shè)想和研究意義。第二章,通過水熱法制備了TiO_2/Sr TiO_3復(fù)合材料光催化劑,并通過XRD、UV-Vis吸收光譜、TEM、XPS等方法對樣品進行表征。之后通過光催化降解亞甲基藍溶液(MB)來比較其光催化性能。結(jié)果顯示所合成樣品中TiO_2均表現(xiàn)為銳鈦礦結(jié)構(gòu),紫外-可見吸收光譜圖顯示,復(fù)合后樣品的吸收強度均有所增強,且吸收帶邊有少許紅移。XPS進一步證明了復(fù)合樣品中SrTiO_3的存在,說明我們已經(jīng)成功實現(xiàn)SrTiO_3與TiO_2的復(fù)合。TEM中出現(xiàn)的Ti O_2與SrTiO_3的明顯晶格界面再次從側(cè)面證明了我們已成功合成了TiO_2/SrTiO_3復(fù)合材料。隨著SrTi O_3復(fù)合量的增加,復(fù)合樣品的光催化性能呈先增強后減弱的趨勢,在SrTiO_3復(fù)合量為3%時光催化效果為最佳。我們對鈦酸鍶引入后TiO_2復(fù)合材料光催化性能的變化及機制進行了詳細討論。第三章,通過水熱法合成出了TiO_2/BaTiO_3復(fù)合材料光催化劑。通過XRD、XPS、紫外-可見吸收光譜、TEM對樣品進行表征,并通過降解MB溶液評估其光催化性能。XRD結(jié)果表明,復(fù)合后的樣品TiO_2均表現(xiàn)為銳鈦礦相,且呈納米管結(jié)構(gòu),BaTiO_3以納米顆粒的形式附著在TiO_2納米管上,HRTEM結(jié)果顯示二者間有明顯的晶界;復(fù)合后材料的吸收帶邊未表現(xiàn)出明顯變化,吸收強度隨復(fù)合量的不同有少許改變。隨BaTiO_3復(fù)合含量的增加,復(fù)合材料的光催化性能呈現(xiàn)出先增強后減弱的趨勢,其中又以復(fù)合量為10%時光催化效果最好。第四章,采用水熱法制備出TiO_2/氧化石墨烯復(fù)合材料。并通過XRD、紫外-可見近紅外分光光度計、透射電子顯微鏡(TEM)、拉曼光譜對復(fù)合樣品進行表征,隨后研究其光催化降解亞甲基藍溶液的性能。XRD結(jié)果表明所合成樣品TiO_2均表現(xiàn)為銳鈦礦相;復(fù)合后樣品光吸收性能沒有明顯變化;TEM圖譜顯示TiO_2納米管長度主要分布在100-200 nm范圍內(nèi),納米管外徑約10-12 nm,內(nèi)徑約6-8 nm,且氧化石墨烯以片狀分散在二氧化鈦納米管中,部分納米管平鋪于片狀氧化石墨烯之上;由光催化降解亞甲基藍溶液的實驗得出:當(dāng)氧化石墨烯復(fù)合量為2 ml時光催化效果最好,復(fù)合量過低或過高時都會使材料的活性降低;最后對復(fù)合氧化石墨烯后材料光催化性能提升的原因做了詳細的分析。
【關(guān)鍵詞】：二氧化鈦 復(fù)合 光催化性能 亞甲基藍
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;O644.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-29
• 1.1 引言11
• 1.2 納米TiO_2光催化劑的概述11-14
• 1.2.1 納米TiO_2的結(jié)構(gòu)與光化學(xué)特性11-13
• 1.2.2 納米TiO_2的光催化特性13-14
• 1.3 TiO_2復(fù)合材料的光催化性能簡介14-23
• 1.3.1 TiO_2與金屬氧化物的復(fù)合15-17
• 1.3.2 TiO_2與多元氧化物的復(fù)合17-20
• 1.3.3 TiO_2與碳材料的復(fù)合20-23
• 1.4 我們的工作設(shè)想及研究意義23-24
• 參考文獻24-29
• 第二章 TiO_2/ SrTiO_3復(fù)合納米管的制備與光催化性能29-43
• 2.1 引言29-30
• 2.2 實驗部分30-31
• 2.2.1 催化劑的制備30-31
• 2.2.2 物性測試31
• 2.2.3 光催化性能測試31
• 2.3 結(jié)果與討論31-38
• 2.3.1 XRD分析31-32
• 2.3.2 UV-vis光吸收性能分析32-33
• 2.3.3 XPS分析33-34
• 2.3.4 TEM分析34-35
• 2.3.5 光催化性能分析35-38
• 2.4 結(jié)論38-40
• 參考文獻40-43
• 第三章 TiO_2/BaTiO_3復(fù)合納米管的制備與光催化性能43-53
• 3.1 引言43-44
• 3.2 實驗部分44-45
• 3.2.1 催化劑的制備44
• 3.2.2 物性測試44-45
• 3.2.3 光催化性能測試45
• 3.3 結(jié)果與討論45-50
• 3.3.1 物相分析45-46
• 3.3.2 XPS分析46-47
• 3.3.3 UV-vis光吸收性能分析47-48
• 3.3.4 TEM分析48
• 3.3.5 光催化性能分析48-50
• 3.4 結(jié)論50-51
• 參考文獻51-53
• 第四章 TiO_2/氧化石墨烯復(fù)合納米管的制備與光催化性能53-64
• 4.1 引言53-54
• 4.2 實驗部分54-55
• 4.2.1 氧化石墨烯的制備54
• 4.2.2 TiO_2/GO復(fù)合光催化劑的制備54
• 4.2.3 物性測試54-55
• 4.2.4 光催化性能測試55
• 4.3 結(jié)果與討論55-61
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)及形貌表征55-57
• 4.3.2 拉曼光譜分析57-58
• 4.3.3 吸收光譜58-59
• 4.3.4 光催化性能研究59-61
• 4.4 結(jié)論61-62
• 參考文獻62-64
• 碩士期間完成的論文64-65
• 致謝65-66

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本文編號：875881