氨是現(xiàn)代社會重要的化學品之一,目前主要是通過“Haber-Bosch”法以N₂和H₂為原料在高溫高壓的條件下合成NH₃。光催化固氮是以水和N₂為原料在常溫常壓的條件下制備氨,因此受到人們的廣泛關注。光催化固氮技術(shù)的核心是高效光催化材料的設計與制備。目前已有多種半導體光催化材料被報道用于固氮研究,但這些材料的光催化固氮活性仍不理想。其中,二氧化鈦（TiO₂）因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和高紫外光利用率等優(yōu)點,在光催化領域備受關注。但較寬的帶隙（3.0-3.2 eV）限制了TiO₂在光催化固氮領域的研究。因此,如何進一步提升TiO₂光催化固氮活性,闡明其光催化固氮機理具有重要的研究價值。本文通過TiO₂表面缺陷的構(gòu)筑,優(yōu)化材料光生電荷分離效率和對N₂的吸附活化能力。此外,通過g-C₃N₄、Ti₃C₂材料與TiO_2<... 

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光催化固氮概述
        1.2.1 半導體光催化固氮機理
        1.2.2 光催化固氮研究現(xiàn)狀
    1.3 二氧化鈦(TiO_2)
        1.3.1 TiO_2的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.3.2 TiO_2的制備方法
        1.3.3 TiO_2光催化研究現(xiàn)狀
    1.4 TiO_2基納米材料的改性方法
        1.4.1 貴金屬沉積
        1.4.2 元素摻雜
        1.4.3 形貌調(diào)控
        1.4.4 半導體復合
        1.4.5 有機染料敏化
    1.5 選題意義及主要內(nèi)容
第二章 富缺陷TiO_2納米材料的制備及其增強光催化固氮性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗儀器和試劑
        2.2.2 催化劑制備
        2.2.3 酒石酸鉀鈉溶液的配制
        2.2.4 氨標準曲線的制定
        2.2.5 光催化固氮活性實驗
        2.2.6 電化學測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 X射線衍射(XRD)和拉曼光譜(Raman)分析
        2.3.2 X射線光電子能譜(XPS)分析
        2.3.3 透射電鏡(TEM)和元素分布分析
        2.3.4 電子順磁共振(EPR)分析
        2.3.5 光催化固氮活性測試
        2.3.6 紫外-可見漫反射光譜(DRS)及禁帶寬度分析
        2.3.7 光電化學分析
        2.3.8 比表面積(BET)分析
        2.3.9 線性伏安曲線(LSV)分析
        2.3.10 光催化固氮機理分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 g-C_3N_4 復合缺陷TiO_2納米材料的構(gòu)筑及其增強光催化固氮性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗儀器和試劑
        3.2.2 催化劑的制備
        3.2.3 酒石酸鉀鈉溶液的配制
        3.2.4 氨標準曲線的制定
        3.2.5光催化固氮活性實驗
        3.2.6 電化學測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 X射線衍射(XRD)分析
        3.3.2 傅里葉紅外(FT-IR)與拉曼光譜(Raman)分析
        3.3.3 X射線光電子能譜(XPS)分析
        3.3.4 透射電鏡(TEM)與元素分布分析
        3.3.5 光催化固氮活性測試
        3.3.6 氮氣吸附脫附(BET)和電子順磁共振(EPR)分析
        3.3.7 紫外可見漫反射光譜(DRS)圖分析
        3.3.8 光電化學分析
        3.3.9 線性伏安曲線(LSV)分析
        3.3.10 光催化固氮機理分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Ti_3C_2 復合缺陷TiO_2納米材料的構(gòu)筑及其增強光催化固氮性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗儀器和試劑
        4.2.2 催化劑制備
        4.2.3 酒石酸鉀鈉溶液
        4.2.4 氨標準曲線的制定
        4.2.5光催化固氮活性實驗
        4.2.6 電化學測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 X射線衍射(XRD)與傅里葉紅外(FT-IR)分析
        4.3.2 拉曼光譜(Raman)分析
        4.3.3 透射電鏡(TEM)和高分辨透射電鏡(HR-TEM)分析
        4.3.4 X射線光電子能譜(XPS)分析
        4.3.5 光催化固氮活性測試
        4.3.6 氮氣吸附-脫附(BET)和電子順磁共振(EPR)分析
        4.3.7 紫外-可見漫反射光譜(DRS)分析
        4.3.8 光電化學分析
        4.3.9 線性伏安曲線(LSV)分析
        4.3.10 光催化固氮機理
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]Role of surface defects of carbon nanotubes on catalytic performance of barium promoted ruthenium catalyst for ammonia synthesis[J]. Yongcheng Ma,Guojun Lan,Wenzhao Fu,Ying Lai,Wenfeng Han,Haodong Tang,Huazhang Liu,Ying Li.  Journal of Energy Chemistry. 2020(02)
[3]納米摻鐵二氧化鈦的sol-gel法制備與表征（Ⅰ）熱重紅外聯(lián)用分析摻鐵二氧化鈦凝膠的熱分解和晶化特性[J]. 岳林海,劉清,徐鑄德,水淼.  無機化學學報. 2000(06)
[4]溶膠-凝膠法制備TiO2納米薄膜及其光催化性能的研究[J]. 余家國,趙修建,葉曉川,陳文梅,石柱明.  光學技術(shù). 1998(04)



本文編號：3690112