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《鈷離子摻雜二氧化鈦納米管的制備及光催化性研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文鈷離子摻雜二氧化鈦納米管的制備及光催化性研究姓名：劉志海申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：應(yīng)用化學(xué)指導(dǎo)教師：李澄20070301南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要本文以鈦酸丁酯為前驅(qū)體，通過(guò)溶膠-凝膠法制備了未摻雜和鈷離子及鐵、鎳離子摻雜的二氧化鈦納米粉體。以此為原料，通過(guò)水熱法制備了一系列的二氧化鈦納米管。用掃描電鏡、透射電鏡、粉末X射線衍射、能譜等手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征和分析，并在紫外光-羅丹明B溶液體系中研究其光催化性能。研究表明：所制得的不同晶型的二氧化鈦納米管，均為開(kāi)口、中空管，管徑均在35nm左右，管長(zhǎng)
2、均在200~1000nm之間。隨著作為原料的納米粉體熱處理溫度升高，納米管之間的團(tuán)聚現(xiàn)象減少，分散性越來(lái)越好。水熱法制備的二氧化鈦納米管與原始粉體相比，晶型未發(fā)生改變。鎳離子的摻雜，使得二氧化鈦納米管晶型轉(zhuǎn)變的溫度升高。二氧化鈦納米管的光催化性?xún)?yōu)于原始納米粉體。通過(guò)對(duì)鈷離子摻雜的二氧化鈦納米管研究，發(fā)現(xiàn)鈷離子的摻雜存在一個(gè)最佳摻雜量。高于或低于最佳摻雜量，光催化效率均下降。隨著羅丹明B初始濃度的提高，納米管對(duì)其光催化降解效率下降，且在體系中納米管的加入量存在一個(gè)最佳值。鈷離子摻雜的二氧化鈦納米管光催化降解羅丹明B反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)
3、，反應(yīng)速率常數(shù)由鈷離子的摻雜量決定，與羅丹明B的初始濃度和納米管的加入量無(wú)關(guān)。鐵、鎳離子摻雜的二氧化鈦納米管的光催化降解羅丹明B反應(yīng)亦為一級(jí)反應(yīng)。鐵系過(guò)渡金屬離子摻雜的二氧化鈦納米管，光催化效率優(yōu)于相同條件下制備的未摻雜二氧化鈦納米管。光催化效率由大到小排列順序：2+3+2+Co>Fe>Ni>純。關(guān)鍵詞：水熱法，鈷離子摻雜，二氧化鈦納米管，光催化，反應(yīng)速率i鈷離子摻雜二氧化鈦納米管的制備及光催化性能研究AbstractInthisarticle,bothpureandFe,Co,NidopedTiO2nanopowderswe
4、refabricatedbysol-gelmethodusingtetrabutyltitanate(TBT)asprecursors.Thesepowderswereusedtopreparenanotubesbyhydrothermicprocess.ThepropertiesofproductswerecharacterizedbySEM,TEM,XRDandEDS.TheperformanceofTiO2nanotubespromotingphotodegradationofrhodamineBwasstudied.T
5、heresultsshowthatthediameterofnanotubeswasabout35nmwithalengthrangingfrom200nmto1000nm.Thehighertheheattreatmenttemperatureofrawnanopowder,thebetterwasthedispersedstateofTiO2nanotubes.Comparedwithnanopowderprecursors,thecrystalstructureofTiO2nanotubeskeepsunchanged.
6、ThetemperatureofcrystalstructuretransitionmayincreasebydopingFeandCo,butdecreasebydopingNi.Thephotocatalyticpropertiesofnanotubesarebetterthanthatofnanopowderprecursors.ThereisthemostappropriatedopingratioofCoforCo-dopedTiO2nanotubes.ThephotocatalyticabilityofCo-dop
7、edTiO2nanotubesfordegradationofrhodamineBwilldeterioratewhenthedopinglevelisbothhigherandlowerthanthebestvalue.ThephotocatalysisperformanceofnanotubeswilldescendwiththeincreasingoriginalconcentrationofrhodamineB.Therewasamostsuitableaddingamountofnanotubesinthesyste
8、m.ThephotocatalyticreactionofCo-dopedTiO2nanotubesfordegradationofrhodamineBisfirstorderreaction.RateconstantonlydependsondopingratioofCof
