本文關鍵詞：TiO_2系納米光催化劑的制備及其表征，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,水中難降解的有毒污染物不斷富集,使有限的水資源受到嚴重污染,危及人類的生存與發(fā)展,對這些污染物的處理方法已經(jīng)成為全球關注并研究的熱點。利用光催化劑來降解水中污染物是一種有效可行的方法。Ti0_2具有價格低廉,對環(huán)境無污染,穩(wěn)定性強,光催化性能優(yōu)異等特點,因而成為了最典型的光催化劑。通過對其進行合理的改性,可以明顯提高其光催化效率。本文運用兩種方法對Ti0_2進行改性。第一種方法是通過溶膠-凝膠(sol-gel)法制備出硫摻雜二氧化鈦(S-Ti0_2)納米光催化劑,利用SEM、EDS、XRD等手段對樣品的形貌、物相和微觀結構等進行表征,并探討了制備光催化劑時的各項參數(shù),如S：Ti摩爾比和煅燒溫度(T)等,對催化劑結構和性能的影響。結果表明,S在Ti0_2中的分布比較均勻；通過控制摻雜量和煅燒溫度可以實現(xiàn)對S-Ti0_2納米光催化劑粒度的控制,從而達到對其性能控制的目的；Ti0_2中摻雜S之后,能夠提高TiO_2的相變溫度：當S：Ti比為1：20、T為500℃時所制備的S-Ti0_2光催化劑的光催化性能最好,此時所制得的光催化劑的粒徑在18 nm左右,經(jīng)紫外光照射3h后,對20 mg·L~(-1)的甲基橙水溶液的降解率達到99.7%,比相同條件下制備的純TiO_2的光催化效果提高了52.6%。第二種方法先用stober法制備了二氧化硅微球,再采用靜電吸引-吸附相反應法得到SiO_2@ZnO/TiO_2殼核型光催化劑。并利用SEM、TEM、XRD和FT-IR對樣品的形貌、晶型、基團和顯微結構進行了表征,探討了制備光催化劑時的Ti：Zn、pH值以及煅燒溫度(T)對催化劑結構和性能的影響。結果表明,制備的二氧化硅微球表面光滑,大小均勻,粒徑在300nm左右；SiO_2@ZnO/TiO_2殼核型光催化劑的光催化性能受到Ti：Zn、制備pH值以及煅燒溫度(T)的共同影響：當Ti：Zn=14：1,pH=9,T=600℃時制備的SiO_2@ZnO/TiO_2殼核型光催化劑的光催化性能最好,其包覆層厚度在10-30 nm,包覆層中Ti0_2納米微粒的粒徑約為10 nm,在紫外光下照射4 h后,對20 mg·L~(-1)的甲基橙水溶液的降解率達到97.5%,這比SiO_2@TiO_2對甲基橙水溶液的降解率提高41.6%,比SiO_2@ZnO對甲基橙水溶液的降解率提高57.5%。
【關鍵詞】：S-TiO_2 SiO_2@ZnO/TiO_2 光催化劑 制備 光催化活性
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;O643.36
【目錄】：

• 摘要5-7
• abstract7-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 引言12
• 1.2 納米光催化劑12-19
• 1.2.1 納米光催化劑的反應原理12-13
• 1.2.2 影響催化活性的因素13-14
• 1.2.2.1 催化劑自身因素的影響13
• 1.2.2.2 光催化體系中的影響因素13-14
• 1.2.3 TiO_2系納米光催化劑的改性與表面修飾14-17
• 1.2.3.1 貴金屬沉積14-15
• 1.2.3.2 過渡金屬離子摻雜15
• 1.2.3.3 復合半導體15-16
• 1.2.3.4 染料敏化16
• 1.2.3.5 非金屬元素摻雜16-17
• 1.2.4 TiO_2系殼核型光催化劑的研究進展17-19
• 1.2.4.1 二氧化鈦光催化劑載體的分類及性質(zhì)17
• 1.2.4.2 負載型TiO_2光催化劑的制備方法17-18
• 1.2.4.3 SiO_2@TiO_2殼核型光催化劑的研究18-19
• 1.3 本文選題依據(jù)及意義19-20
• 2 S-TiO_2納米光催化劑的制備及其性能表征20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 實驗部分20-24
• 2.2.1 實驗試劑及儀器20-21
• 2.2.1.1 實驗試劑20-21
• 2.2.1.2 實驗設備21
• 2.2.2 S-TiO_2納米光催化劑的制備21-22
• 2.2.3 光催化實驗22-23
• 2.2.4 樣品的表征23
• 2.2.5 主要研究內(nèi)容23-24
• 2.3 結果與討論24-30
• 2.3.1 結構與形貌24-26
• 2.3.2 物相分析26-29
• 2.3.3 光催化性能分析29-30
• 2.4 本章小結30-32
• 3 SiO_2@ZnO/TiO_2殼核型光催化劑的制備及其性能表征32-55
• 3.1 引言32
• 3.2 實驗部分32-39
• 3.2.1 實驗試劑與設備32-35
• 3.2.1.1 實驗試劑32-33
• 3.2.1.2 實驗設備33-35
• 3.2.2 SiO_2@ZnO/TiO_2殼核型光催化劑的制備35-37
• 3.2.2.1 SiO_2微球的制備35-36
• 3.2.2.2 SiO_2@ZnO/TiO_2殼核型光催化劑的制備36-37
• 3.2.3 光催化實驗37-38
• 3.2.4 表征38
• 3.2.5 主要研究內(nèi)容38-39
• 3.3 結果與討論39-53
• 3.3.1 樣品的結構和形貌分析39-44
• 3.3.2 樣品的XRD分析44-47
• 3.3.3 樣品的FT-IR分析47-48
• 3.3.4 光催化性能分析48-53
• 3.4 本章小結53-55
• 4 結論55-57
• 參考文獻57-63
• 致謝63-64
• 個人簡歷64
• 碩士期間發(fā)表論文情況64

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