二氧化钛纳米管阵列光热联合催化降解苯及其电化学氢化研究

发布时间：2019-10-03 21:20

【摘要】：阳极氧化工艺简单、可控,用该工艺制备出的一维TiO2纳米管阵列具有巨大的比表面积,被广泛用于光催化降解有机污染物材料、气敏元器件材料以及超级电容器材料等方面。但是,当TiO2纳米管阵列在被用于催化降解苯等可挥发性污染物时容易失活,这就极大地限制了它的应用。本文采用阳极氧化工艺制备出了排列有序、管长均一的TiO2纳米管阵列,研究了热效应对TiO2纳米管阵列光催化性能的影响并探索了光热联合催化的作用机理。另外,本文通过电化学的方法对TiO2纳米管阵列进行了氢化改性处理,并对氢化改性后材料的光催化性能进行了全面深入地研究。本文所取得的主要研究成果如下:(1)本文采用阳极氧化工艺制备出了排列有序、管长均一的TiO2纳米管阵列并系统研究了后期退火温度与TiO2纳米管阵列晶相和形貌的变化关系。(2)本文研究了热效应对TiO2纳米管阵列光催化性能的影响,发现TiO2纳米管阵列在200℃时具有最优的光催化活性,且200℃下TiO2纳米管阵列的光催化稳定性较40℃时得到显著改善。(3)本文从积炭沉积和水吸附两个角度探究了TiO2纳米管阵列光热联合催化的作用机理,机理研究表明:升高温度会导致水在TiO2纳米管阵列表面脱附,为苯的降解提供更多的反应位,从而提升光催化反应的效率。(4)我们成功对TiO2纳米管阵列进行了电化学氢化处理并对氢化后材料光催化性能提升的机理进行了深入的研究。XPS结果显示电化学氢化后TiO2中形成Ti3+和氧空位。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O614.411;TB383.1

【参考文献】

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1 张前程,张凤宝,张国亮,张晓萍;苯在TiO_2上的气相光催化反应性能[J];中国环境科学;2003年06期

2 李晓红,张校刚,力虎林;TiO_2纳米管的模板法制备及表征[J];高等学校化学学报;2001年01期

3 苏文悦,付贤智,魏可镁;SO_4~(2_)表面修饰对TiO_2结构及其光催化性能的影响[J];物理化学学报;2001年01期

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本文编号：2545597