TiO₂作為半導(dǎo)體具有比較高的催化性能,但在可見(jiàn)光領(lǐng)域,TiO₂卻應(yīng)用較少,通過(guò)元素?fù)诫s可使材料在可見(jiàn)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(shí)驗(yàn)條件對(duì)納米棒晶型,形貌,光催化性能和親水性能的影響。并進(jìn)一步以氨水為氮源對(duì)已經(jīng)制備好的TiO₂納米棒進(jìn)行了氮摻雜實(shí)驗(yàn),同樣探究了氨水的添加量和反應(yīng)溫度對(duì)摻雜氮元素含量的影響。并且對(duì)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(shù)手段對(duì)制備樣品進(jìn)行了表征和測(cè)試。本課題研究結(jié)果表明:在ITO玻璃基板上通過(guò)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(zhǎng)度為2μm。納米棒沿著（101）晶面生長(zhǎng)。研究了不同反應(yīng)參數(shù)對(duì)TiO₂納米棒晶相及形貌的影響。隨著TiCl₄添加量的增大,反應(yīng)物原料增多,促使反應(yīng)進(jìn)行,生成越來(lái)越多的二氧化鈦晶體,當(dāng)TiCl₄

【文章來(lái)源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)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(jī)理
        1.2.1 TiO_2的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 TiO_2的催化機(jī)理和能帶結(jié)構(gòu)
    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(xué)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(duì)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(dǎo)體對(duì)TiO_2的修飾
    1.7 納米TiO_2材料與載體結(jié)合
        1.7.1 結(jié)合方法
        1.7.2 載體作用和分類(lèi)
    1.8 本課題意義和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.8.1 立題依據(jù)及意義
        1.8.2 研究?jī)?nèi)容
        1.8.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 ITO/TiO_2復(fù)合材料的制備與表征
    2.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)耗材
    2.2 儀器裝置和設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)操作
        2.3.1 制備前期預(yù)處理
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)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?fù)诫s的操作步驟
        2.3.5 光催化反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作
    2.4 檢測(cè)設(shè)備及原理
        2.4.1 X射線(xiàn)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(xiàn)光電子能譜儀(XPS)
        2.4.5 可見(jiàn)吸收光譜檢測(cè)
        2.4.6 親水性測(cè)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(jī)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(zhǎng)機(jī)理
    3.2 TiC_(l4) 用量對(duì)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(duì)樣品光催化性能的影響
        3.2.4 TiC_(l4) 添加量對(duì)樣品親水性能的影響
    3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)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(yīng)時(shí)間對(duì)樣品光催化性能的影響
        3.3.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)樣品親水性能的影響
    3.4 鹽酸濃度對(duì)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(duì)樣品光催化性能的影響
        3.4.4 鹽酸濃度對(duì)樣品親水性能的影響
    3.5 反應(yīng)溫度對(duì)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(yīng)溫度對(duì)樣品光催化性能的影響
        3.5.4 反應(yīng)溫度對(duì)樣品親水性能的影響
    3.6 退火溫度對(duì)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(duì)樣品光催化性能的影響
        3.6.4 反應(yīng)溫度對(duì)樣品親水性能的影響
第4章 氮元素?fù)诫s對(duì)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(duì)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(duì)樣品摻雜的氮含量的影響
        4.2.2 氨水的添加量對(duì)摻雜氮樣品光催化性能的影響
        4.2.3 氨水的添加量對(duì)摻雜氮樣品親水性能的影響
    4.3 反應(yīng)溫度對(duì)TiO_2納米棒的摻雜氮含量及性能的影響
        4.3.1 反應(yīng)溫度對(duì)樣品摻雜的氮含量的影響
        4.3.2 反應(yīng)溫度對(duì)摻雜氮樣品光催化性能的影響
        4.3.3 反應(yīng)溫度對(duì)摻雜氮樣品親水性能的影響
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3443036