發(fā)布時間：2021-09-05 03:20

　　環(huán)境污染和能源危機(jī)是21世紀(jì)人類面臨的兩大難題。為了解決環(huán)境與能源問題,研究者們付出了巨大的努力,并且取得了很多研究成果。在解決環(huán)境問題方面,二氧化鈦（TiO2）作為光催化劑,通過控制暴露較大比例的（001）面在光照條件下可以有效地降解有機(jī)污染物。此外,為了有效解決能源問題,開發(fā)具有較高能量轉(zhuǎn)換效率與較低污染排放的燃料電池成為研究者們的研究重點(diǎn)。在治理環(huán)境污染和緩解能源危機(jī)中,催化劑能有效地加速污染物光降解和燃料電化學(xué)氧化,扮演著重要角色。調(diào)節(jié)催化劑的表界面性質(zhì)及電子結(jié)構(gòu)是提高催化活性以及穩(wěn)定性的重要手段。在本論文中,首先通過調(diào)節(jié)TiO2暴露的（001）晶面,實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的高效光催化降解。然后,引入非貴金屬,調(diào)節(jié)鉑（Pt）和鈀（Pd）納米結(jié)構(gòu)與電子結(jié)構(gòu),有效地提高催化劑的電催化氧化活性和穩(wěn)定性。我們利用液相合成方法,可控制備出暴露（001）晶面的TiO2納米顆粒、PtBi合金、Pt-Bi（OH）3和PdBi-Bi（OH）3復(fù)合納米材料,并詳細(xì)地探討催化劑的形成機(jī)理及其光催化和電催化應(yīng)用。具體工作如下:1.以兩端暴露（001）面的TiO2納米棒為基底,研究TiO2（001）晶面的形成機(jī)... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１．?（ａ）悅丨太￥廣，（ｂ）金紅石和（ｃ）板纟太ｆ廣的晶型結(jié)構(gòu)

液，使溶液ｐＨ維持在１左??右。最終將Ｓｉ基底垂直浸入生長溶液３０分鐘并保持１２小時，溫度維持在６０?（如??圖ｌ－２ａ），得到針狀的Ｔｉ０２納米陣列（如圖ｌ－２ｂ）。針狀的Ｔｉ０２納米陣列其空間??結(jié)構(gòu)與密度可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)參數(shù)調(diào)節(jié)，針狀的枝干尺、４以在１２０?ｎｍ－１６０?ｎｍ范圍內(nèi)??調(diào)節(jié)。該方法是典型的硬模板法，以高分子聚合物４納米硅作為模板，能嚴(yán)格地??控制針狀Ｔｉ０２納米陣列的大小和形貌。但是硬模板結(jié)構(gòu)較為單一，制備出的納米??材料形貌通常變化也較少。??ｉ?＾?１／??圖１－２．計(jì)狀丁丨０２納米陣列（ａ）合成示意圖與（ｂ）掃描電鏡圖。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２．?（ａ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｎｄ?（ｂ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｎｅｅｄｌｅｌｉｋｅ?ＴｉＯ：?ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｗｉｔｈ??ｏｒｄｅｒｅｄ?ｐａｔｔｅｒｎｓ．??（２）水熱法??水熱法是指在高壓釜中，通過控制釜內(nèi)溫度和壓力實(shí)現(xiàn)納米顆粒制備的一種??方法。溫度和反應(yīng)物體積在很大程度上決定了高壓釜的溫度和壓力環(huán)境。在反應(yīng)??中，其溫度ｎｊ？以升到反應(yīng)溶劑的沸點(diǎn)以上，使得高壓釜內(nèi)達(dá)到蒸汽飽和的沉力環(huán)??境。水熱法也是制備Ｔｉ０２納米陣列的常用方法，可以調(diào)控�。。埃布{米陣列的尺、ｊ＼??晶型等。例如，Ｃａｒｕｓｏ等人以導(dǎo)電玻璃（ＦＴ０）為基底，ＴｉＣＵ為生長液，７０?°Ｃ??下將雄底在４長液屮浸泡３０分鐘形成薄的ＴｉＣｂ居［氣然后，內(nèi)：將戰(zhàn)底材料在５（）０??°（：煅燒３０分鐘以便后期生長Ｔｉ０２納米榨陣列。最后，利用水熱法將長有１＾０２納??米棒陣列種ｆ的ＦＴＯ浸入異丙醇鈦（ＴＩＰ）、鹽酸（ＨＣ１）和檸檬酸（Ｈａｃ）的混合

Ｉ??第一章?金屬氧化物與金屬復(fù)合納米材料的液相可控制備及其光／電催化應(yīng)用??液中，先１９０?°Ｃ水熱１小時，再經(jīng)過５００?°Ｃ鍛燒１小時得到Ｔｉ〇２納米棒陣列，??如圖１－３所示。??：：三，？??”?１＿漏??Ｖ，ｆ??圖１－３．?Ｔｉ０２納米陣列（ａ）合成示意圖與（ｂ）掃描電鏡圖。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３．?（ａ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｎｄ?（ｂ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＴｉＯ：?ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｗｉｔｈ?ｏｒｄｅｒｅｄ?ｐａｔｔｅｒｎｓ．??同樣，如圖１－４所示，Ｌｉｕ等研宂荇以ＦＴＯ為袪底制備金紅石１’丨０２納米棒陣??列［氣在該體系中，前驅(qū)體Ｔｉ（ＯＨ２）６４＋可以穩(wěn)定地存／｜：干ＨＣ１酸性環(huán)境中，閃此可??以很好地避免丁彳前驅(qū)體的水解，保證ｎ續(xù)丁丨０２納米陣列持續(xù)ｆｌｌ穩(wěn)定的屮長。盡菅??丁沿２納米棒牛長的長度會有？－定限制，仴足調(diào)換新的牛長液ｎ丨以讓Ｔｉ０２納米棒陣??列繼續(xù)也長。??ｍｍ??圖１－４．金紅石Ｔｉ〇２納米棒的（ａ）俯視電鏡圖，（ｂ）連接處電鏡圖，（ｃ，ｄ）剖面圖。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４．?Ｆｉｅｌｄ?ｅｍｉｓｓｉｏｎ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｏｒｉｅｎｔｅｄ?ｍｔｉｌｅ?Ｔｉ〇ｚ?ｎａｎｏｒｏｄ?ｆｉｌｍ?ｇｒｏｗｎ?ｏｎ?ＦＴＯ?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ??ｉｎ?３０?ｍＬ?ｏｆ?ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ?ｗａｔｅｒ，?３０?ｍＬ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ?ａｃｉｄ，?ａｎｄ?１?ｍＬ?ｏｆ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｂｕｔｏｘｉｄｅ?ａｔ?１５０?°Ｃ??ｆｏｒ?２０?ｈ．?ａ）?Ｔｏｐ?ｖｉｅｗ，?ｂ）?ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌ?ｖｉｅｗ，?ｃ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]A review of TiO2 nanoparticles[J]. GUPTA Shipra Mital,TRIPATHI Manoj.  Chinese Science Bulletin. 2011(16)



本文編號：3384566