發(fā)布時間：2021-10-18 15:25

　　TiO₂作為半導體具有比較高的催化性能,但在可見光領域,TiO₂卻應用較少,通過元素摻雜可使材料在可見光下具有光催化性能。本論文采用水熱法,在ITO玻璃基板上制備了TiO₂納米棒,并且探究了各種實驗條件對納米棒晶型,形貌,光催化性能和親水性能的影響。并進一步以氨水為氮源對已經(jīng)制備好的TiO₂納米棒進行了氮摻雜實驗,同樣探究了氨水的添加量和反應溫度對摻雜氮元素含量的影響。并且對比了摻雜前后樣品光催化性能和親水性能的差異。采用XRD、SEM、TEM、UV-VIS和XPS等技術手段對制備樣品進行了表征和測試。本課題研究結果表明:在ITO玻璃基板上通過一步水熱法成功的制備出了高密度單晶的金紅石相TiO₂納米棒。納米棒的直徑在90nm,長度為2μm。納米棒沿著（101）晶面生長。研究了不同反應參數(shù)對TiO₂納米棒晶相及形貌的影響。隨著TiCl₄添加量的增大,反應物原料增多,促使反應進行,生成越來越多的二氧化鈦晶體,當TiCl₄

【文章來源】：南昌大學江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 概述
    1.2 TiO_2光催化機理
        1.2.1 TiO_2的結構
        1.2.2 TiO_2的催化機理和能帶結構
    1.3 納米TiO_2的制備方法
    1.4 納米TiO_2的其他特性
        1.4.1 超親水性
        1.4.2 電荷傳輸特性
        1.4.3 光學特性
    1.5 納米TiO_2光催化作用的影響因素
        1.5.1 溫度和值的影響
        1.5.2 載體對催化劑性能的影響
        1.5.3 量子效率
    1.6 提高納米TiO_2材料的催化性能
        1.6.1 金屬離子摻雜
        1.6.2 非金屬離子摻雜
        1.6.3 表面光敏化
        1.6.4 半導體對TiO_2的修飾
    1.7 納米TiO_2材料與載體結合
        1.7.1 結合方法
        1.7.2 載體作用和分類
    1.8 本課題意義和創(chuàng)新點
        1.8.1 立題依據(jù)及意義
        1.8.2 研究內(nèi)容
        1.8.3 創(chuàng)新點
第2章 ITO/TiO_2復合材料的制備與表征
    2.1 基礎實驗耗材
    2.2 儀器裝置和設備
    2.3 實驗操作
        2.3.1 制備前期預處理
        2.3.2 實驗工藝流程
        2.3.3 ITO基板上沉積TiO_2納米棒陣列的操作步驟
        2.3.4 TiO_2納米棒氮元素摻雜的操作步驟
        2.3.5 光催化反應的實驗操作
    2.4 檢測設備及原理
        2.4.1 X射線衍射(XRD)
        2.4.2 環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)
        2.4.3 透射電子顯微鏡(TEM)及能量色散X光譜(EDX)
        2.4.4 X射線光電子能譜儀(XPS)
        2.4.5 可見吸收光譜檢測
        2.4.6 親水性測試
第3章 水熱法制備二氧化鈦納米棒及其性能的研究
    3.1 水熱法制備的TiO_2納米棒陣列的形成與機理研究
        3.1.1 ITO基板上TiO_2納米棒陣列的形成及表征
        3.1.2 TiO_2納米棒陣列在ITO玻璃上的生長機理
    3.2 TiC_(l4) 用量對TiO_2納米棒陣列的制備及性能的影響
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 形貌分析
        3.2.3 TiC_(l4) 含量對樣品光催化性能的影響
        3.2.4 TiC_(l4) 添加量對樣品親水性能的影響
    3.3 反應時間對TiO_2納米棒陣列的制備及性能的影響
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 形貌分析
        3.3.3 反應時間對樣品光催化性能的影響
        3.3.4 反應時間對樣品親水性能的影響
    3.4 鹽酸濃度對TiO_2納米棒陣列的制備及性能的影響
        3.4.1 XRD分析
        3.4.2 形貌分析
        3.4.3 鹽酸濃度對樣品光催化性能的影響
        3.4.4 鹽酸濃度對樣品親水性能的影響
    3.5 反應溫度對TiO_2納米棒陣列的制備及性能的影響
        3.5.1 XRD分析
        3.5.2 形貌分析
        3.5.3 反應溫度對樣品光催化性能的影響
        3.5.4 反應溫度對樣品親水性能的影響
    3.6 退火溫度對TiO_2納米棒陣列的制備及性能的影響
        3.6.1 XRD分析
        3.6.2 形貌分析
        3.6.3 退火溫度對樣品光催化性能的影響
        3.6.4 反應溫度對樣品親水性能的影響
第4章 氮元素摻雜對二氧化鈦納米棒及其性能的影響
    4.1 XPS分析
    4.2 氨水的加入量對TiO_2納米棒陣列的摻雜氮含量及性能的影響
        4.2.1 氨水的添加量對樣品摻雜的氮含量的影響
        4.2.2 氨水的添加量對摻雜氮樣品光催化性能的影響
        4.2.3 氨水的添加量對摻雜氮樣品親水性能的影響
    4.3 反應溫度對TiO_2納米棒的摻雜氮含量及性能的影響
        4.3.1 反應溫度對樣品摻雜的氮含量的影響
        4.3.2 反應溫度對摻雜氮樣品光催化性能的影響
        4.3.3 反應溫度對摻雜氮樣品親水性能的影響
第5章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]可見光催化薄膜復合體系應用于懸浮玻璃珠光催化反應器的研究[D]. 李虎.上海師范大學 2013
[3]氮摻雜TiO2和TiO2/SiO2的制備及光催化性能的研究[D]. 劉義.華南理工大學 2010



本文編號：3443036