本文選題：光催化 + 二氧化鈦�。� 參考：《東華大學》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,環(huán)境問題受到了越來越多的關注,水資源、空氣污染等室外環(huán)境污染問題極其嚴峻。事實上室內(nèi)污染在很多時候比室外環(huán)境污染更嚴重,室內(nèi)環(huán)境的污染也同樣亟待解決。半導體光催化材料由于在治理環(huán)境等方面的巨大潛力逐漸引起了科研工作者的關注。在常用的半導體材料中,二氧化鈦(TiO_2)因其具有廉價、穩(wěn)定、性能優(yōu)異,無毒等優(yōu)點得到了深入而廣泛的研究。在實際應用中,二氧化鈦仍然具有一些限制性的缺陷。TiO_2顆粒在光催化過程中容易出現(xiàn)較為嚴重的團聚現(xiàn)象,極大降低了其與污染物的接觸面積,并且粉末狀還存在著難回收、容易造成二次污染等問題;在光催化反應中TiO_2只能對吸附在其表面上的有機或無機污染物分子進行降解,而對空氣中的污染物無能為力;在紫外光照射下,TiO_2的光生電子-空穴對的壽命為納秒級別,極易在其內(nèi)部發(fā)生復合,較大地影響了其光催化活性;TiO_2的禁帶寬度較大,其只能被387 nm以下的紫外光輻照激發(fā),對太陽光能量的利用率不足5%。本論文針對上述問題,以TiO_2納米纖維為研究對象,通過復合、負載等方式改進其實際應用和光催化性能,所做工作主要如下:(1)通過溶膠-凝膠法與靜電紡絲法相結合的方法合成出了PVP/TiO_2-SiO_2前驅體薄膜,經(jīng)過干燥、熱處理后得到具有較好柔性的TiO_2/SiO_2納米纖維薄膜。通過SEM觀察其表面形貌,可以看出纖維表面比較均勻,直徑分布在75-250 nm之間。XRD和TEM圖像表明TiO_2在纖維中主要以銳鈦礦相存在,并且TiO_2納米晶顆粒的大小在6 nm到10 nm之間。纖維中SiO_2是以無定型態(tài)存在,因此纖維薄膜具有較好的力學性能,并能夠進行任意彎折。TiO_2/SiO_2納米纖維對PM2.5等空氣固態(tài)懸浮顆粒物具有較好的過濾效率。之后,通過物理粘合的方式將其與活性炭纖維布結合在一起,得到活性碳纖維布/TiO_2-SiO_2光催化材料�；钚蕴坷w維優(yōu)異的吸附特性,使甲醛分子源源不斷的流向TiO_2/SiO_2纖維上,在紫外光光催化降解甲醛氣體的實驗中,降解效率在兩小時內(nèi)可達到90%,相比TiO_2/SiO_2纖維相同條件下的光催化效率有了明顯提升。(2)通過水熱法合成出了石墨烯量子點。量子點尺寸大小基本分布在7-12 nm之間。然后將上述(1)中制備的TiO_2/SiO_2纖維薄膜浸入到石墨烯量子點溶液中處理后,再通過熱處理后得到結合性較好的GQDs/TiO_2-SiO_2復合纖維。此時纖維仍然具有較好的結晶性和力學性能。GQDs/TiO_2-SiO_2復合纖維的吸收帶邊緣延伸到可見光區(qū),使復合纖維能夠在可見光下進行光催化降解污染物,并且具有較好的光催化活性。(3)首先將(1)中合成的TiO_2/SiO_2納米纖維浸入到硝酸銀溶液中,紫外光照射下進行預還原,然后將薄膜轉移到不同濃度的硝酸銀溶液中進行水熱反應,制備Ag負載的TiO_2/SiO_2復合納米纖維膜,薄膜具有較好的力學性能,且Ag納米團簇在纖維上均勻分布且穩(wěn)定。負載Ag納米在TiO_2/SiO_2納米纖維上,能夠使光生電子的迅速轉移到Ag納米顆粒上,減少了光生電子-空穴對的復合,從而使光催化活性得到了提高。并且明顯地拓寬了TiO_2的光響應范圍,使其在可見光區(qū)具有較好的吸收性能。隨著Ag含量的增加,負載的Ag納米顆粒的尺寸逐漸增大。樣品0.001-Ag-TiO_2/SiO_2的表面Ag納米團簇分布均勻、穩(wěn)定,并且對甲醛分子的可見光光催化降解性能最好。
[Abstract]:In recent years , the environmental problems have been paid more and more attention , and the problems of water resources , air pollution and other outdoor environmental pollution are very serious . In fact , the photocatalytic activity of TiO _ 2 is more serious than that of outdoor environment . ( 2 ) The graphene quantum dots were synthesized by hydrothermal method . The size and size of the quantum dots were distributed between 7 and 12 nm .
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ340.1;O643.36

【參考文獻】

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本文編號：2060779