近年來水體污染越來越嚴(yán)重,TiO₂、SnO₂及氧化石墨烯摻雜材料的制備及性能研究受到科研人員的廣泛關(guān)注。本文采用主要通過兩種方法制備復(fù)合材料,即一步溶膠凝膠法制備的SnO₂-TiO₂復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑和分步法制備SnO₂/TiO₂復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑。通過XRD、SEM、FTIR、UV-Vis吸收光譜等表征手段對樣品的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行表征,以羅丹明B為模擬污染源,篩選出光催化性能較好的催化劑。最后利用氧化石墨烯對SnO₂/TiO₂復(fù)合半導(dǎo)體光催化進(jìn)行進(jìn)一步摻雜改性,制備了SnO₂/TiO₂/GO復(fù)合材料的光催化劑,并對其進(jìn)行表征。具體內(nèi)容如下:(1)采用正交實(shí)驗(yàn),以鈦酸丁酯和四氯化錫為前驅(qū)體,冰醋酸為螯合劑,無水乙醇為分散劑,利用溶膠凝膠法,通過水解縮聚反應(yīng)制備納米SnO₂-TiO₂復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑。最佳工藝條件:n(SnO

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 半導(dǎo)體TiO₂和SnO₂的結(jié)構(gòu)
        1.2.1 納米TiO2

        1.2.2 納米SnO₂

    1.3 半導(dǎo)體TiO₂和SnO₂的光催化原理
        1.3.1 能帶位置、結(jié)構(gòu)
        1.3.2 半導(dǎo)體TiO₂的光催化原理
        1.3.3 半導(dǎo)體TiO₂-SnO₂的光催化原理
    1.4 影響TiO₂光催化反應(yīng)的因素
        1.4.1 TiO₂的晶型
        1.4.2 TiO₂的粒徑大小
        1.4.3 催化劑用量
        1.4.4 混晶效應(yīng)
        1.4.5 有機(jī)物的起始濃度
    1.5 TiO₂和Sn O₂的制備
        1.5.1 溶膠-凝膠法
        1.5.2 水/溶劑熱法
        1.5.3 模板法
    1.6 TiO₂和Sn O₂的改性
        1.6.1 離子摻雜
        1.6.2 半導(dǎo)體復(fù)合
    1.7 TiO₂和Sn O₂復(fù)合氧化物的應(yīng)用
        1.7.1 TiO₂和Sn O₂復(fù)合氧化物的光催化性能
        1.7.2 TiO₂和Sn O₂復(fù)合氧化物的氣敏性能
    1.8 課題研究的目的和意義及主要內(nèi)容
        1.8.1 課題研究的目的和意義
        1.8.2 課題研究的主要內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器及表征手段
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 樣品的表征
        2.3.1 X-射線衍射(XRD)
        2.3.2 掃描電鏡(SEM)
        2.3.3 透射電鏡 (TEM)
        2.3.4 紅外分析法(FT-IR)
        2.3.5 紫外可見吸收光譜法(UV-Vis DRS )
        2.3.6 循環(huán)生命周期
    2.4 樣品光催化活性的測試
        2.4.1 評價光催化性能的裝置
        2.4.2 樣品光催化活性的評價
    2.5 羅丹明B標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定
3 一步法SnO₂-TiO₂復(fù)合光催化劑的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 SnO₂-TiO₂復(fù)合半導(dǎo)體的制備
        3.2.2 SnO₂-TiO₂的正交實(shí)驗(yàn)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 XRD的表征與分析
        3.3.2 SEM 表征與分析
        3.3.3 UV-Vis DRS表征與分析
        3.3.4 FTIR表征與分析
    3.4 光催化過程及性能評價
        3.4.1 光催化過程
        3.4.2 光催化性能評價
    3.5 催化劑的動力學(xué)研究
    3.6 本章小結(jié)
4 分步法TiO₂/SnO₂復(fù)合光催化劑的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 SnO₂/TiO₂復(fù)合材料的制備
        4.2.1 SnO₂的制備
        4.2.2 SnO₂/TiO₂復(fù)合光催化劑的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 XRD的表征與分析
        4.3.2 SEM的表征與分析
        4.3.3 FTIR表征與分析
        4.3.4 UV-Vis DRS表征與分析
    4.4 光催化過程及性能評價
        4.4.1 光催化過程
        4.4.2 光催化性能評價
        4.4.3 壽命測試
    4.5 催化劑的動力學(xué)研究
        4.5.1 不同煅燒溫度的SnO₂/TiO₂動力學(xué)研究
        4.5.2 不同摩爾比的SnO₂/TiO₂動力學(xué)研究
    4.6 本章小結(jié)
5 摻氧化石墨烯的SnO₂/TiO₂光催化劑的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 SnO₂/TiO₂/GO復(fù)合材料的制備
        5.2.1 氧化石墨的制備
        5.2.2 氧化石墨烯的制備
        5.2.3 SnO₂/TiO₂/GO復(fù)合材料的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 XRD的表征與分析
        5.3.2 SEM和TEM的表征與分析
        5.3.3 FTIR表征與分析
        5.3.4 UV-Vis DRS表征與分析
    5.4 光催化過程及活性評價
        5.4.1 吸附試驗(yàn)
        5.4.2 光催化過程
        5.4.3 光催化活性評價
        5.4.4 壽命測試
    5.5 復(fù)合催化劑的動力學(xué)研究
        5.5.1 不同催化劑對催化效果的影響
        5.5.2 羅丹明B起始濃度對催化效果的影響
        5.5.3 催化劑的使用量對催化效果的影響
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的研究成果
致謝



本文編號：3910742

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