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《改性二氧化鈦材料的制備及光催化性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、PreparationandPhotocatalyticPerformanceofModifiedTitaniumDioxideADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByGuoYingSupervisor：Prof．JiangJuhuiMay，2014摘要IMIMIHHIY2550340Ti
2、02材料具有很多優(yōu)良的性能，因而廣泛地應(yīng)用于光催化、仿生醫(yī)學(xué)、染料敏化太陽能電池等眾多領(lǐng)域。但是Ti02晶體的帶隙較寬，對(duì)光子的利用率降低，因而對(duì)Ti02改性的研究成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。目前研究報(bào)道，常見的改性方法有貴金屬沉積、離子摻雜、復(fù)合半導(dǎo)體、染料光敏化等。而近幾年，制備具有特殊結(jié)構(gòu)的Ti02以及將Ti02與特殊結(jié)構(gòu)的碳材料進(jìn)行復(fù)合成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。這些特殊結(jié)構(gòu)的存在賦予Ti02材料更多的優(yōu)點(diǎn)，比如豐富的介孔，較大的比表面積，使其在仿生醫(yī)學(xué)、光催化以及染料敏化太陽能電池中具有更廣闊的應(yīng)用前景。本文主要開展了以
3、下研究：(1)以鈦酸四丁酯為鈦源，以冰醋酸為溶劑，用溶劑熱法合成了具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的Ti02微球。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射、傅里葉紅外光譜儀等對(duì)前驅(qū)體及產(chǎn)物的形貌、物相的組成進(jìn)行了表征。研究了制備過程中反應(yīng)物的添加量、反應(yīng)時(shí)間、溫度以及煅燒溫度對(duì)產(chǎn)物光催化性能的影響。并以活性艷藍(lán)KN．R為模擬污染物，考察了紫外光下該Ti02微球的光催化性能。結(jié)果表明，所制備的樣品是由初級(jí)結(jié)構(gòu)的納米晶組成的結(jié)晶良好的銳鈦礦型Ti02微球，粒徑約為2-4l-tm，對(duì)活性艷藍(lán)KN．R的光催化降解效果好，光照60min后降解效率可達(dá)97．
4、79％，是商用P25粉的1．41倍。(2)以鈦酸四丁酯為鈦源，無需加入結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)劑和模板劑，利用前驅(qū)體中的Ti4+在H202中水解產(chǎn)生Ti(02)2+，Ti(02)2+進(jìn)一步水解產(chǎn)生的02起到軟模板的作用，用簡(jiǎn)單的溶劑熱法合成了具有核．殼結(jié)構(gòu)的Ti02微球催化劑。并對(duì)其進(jìn)行了XRD、SEM、Uv-visDRS等表征，探究了制備過程中各影響因素的影響。以亞甲基藍(lán)為模擬污染物，評(píng)估所制備TiO：微球的光催化性能。結(jié)果表明，所制備的樣品是具有核．殼結(jié)構(gòu)的結(jié)晶良好的銳鈦礦型Ti02微球，粒徑約為2．3lam，相同條件下光催化降
5、解亞甲基藍(lán)的速率是商用P25粉的2．18倍。(3)首先，用溶劑熱法合成普通Ti02納米粒子。以甲醇做溶劑，采用物理攪拌的方法將Ti02和具有類石墨結(jié)構(gòu)的C3N4復(fù)合制備了一系列不同質(zhì)量比的C3N4／Ti02復(fù)合材料。采用XRD、SEM、UV-visDRS等手段對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了表征，探究了C3N4和Ti02復(fù)合時(shí)的最佳質(zhì)量比，并以橙黃Ⅳ為模擬污染物考察了其光催化性能。結(jié)果表明，與純Ti02相比，C3N4／Ti02復(fù)合材料的光催化性能均有所提高，當(dāng)C3N4和Ti02的質(zhì)量比為5％時(shí)，其光催化性能最好。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，本
6、文所制備的Ti02均具有優(yōu)異的光催化性能，這對(duì)于以后合成腫12E厶匕I化優(yōu)良的光催化材料提供了參考。并且制備工藝簡(jiǎn)單易行，成本低廉使得此類材料很可能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：Ti02，分級(jí)結(jié)構(gòu)，核．殼結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料，光催化IIABSTRACTTi02materialshavemanyexcellentproperties，whicharewidelyusedinthephotocatalysis，bionicofmedicine，dye-sensitizedsolarcellsandmanyotherfields．Ho
7、wever，thewidebandgapofZi02reducesitsutilizationofphotons．Therefore，theresearchonTi02nanomaterialmodificationhasattractedmuchattention．Intherecentreferences，therearemanymethodsformodifyingTi02，suchaspreciousmetaldeposition,iondoping，compoundsemiconductorsandphot
8、osensitizingdyes．Inrecentyears，thesynthesisesofTi02nanocrystallinewithspecialstructuresandspecialcarbonmaterialcompositestructureshavebecomeahotresearchathomeandabroad．Dueto
