Yb 3+ 及Ag + 掺杂纳米TiO 2 /硅藻土复合材料的制备与性能研究
发布时间：2021-01-17 11:31
二氧化钛以其环境友好性、抗光腐蚀性强、光催化活性高以及成本低廉等优点,使其成为半导体光催化材料的代表,特别是在有机废水的处理中具有广阔的应用前景。但是,一方面由于TiO2半导体自身的能带带隙较宽,只能被太阳光中能量较高的紫外光所激发（λ≤370 nm）,其在表面产生的电子-空穴对的寿命极短,复合率较高,使TiO2半导体的光催化活性降低,限制了其对太阳光的利用率;另一方面由于TiO2半导体在使用时容易发生团聚、难以从固液体系中回收再利用,影响其在生产中的使用。为了克服TiO2自身的缺陷,提高其光催化效率,研究学者们采用不同的方法对其进行改性,如:半导体复合、贵金属沉积、半导体表面光敏化、矿物负载以及离子掺杂等。其中离子掺杂能够提高TiO2的导电性,有效减少光生载流子的复合;以矿物作为载体可以有效减少TiO2颗粒的团聚,而且便于回收利用。因此,将这两种方法有效的结合在一起对TiO2进行改性,改善其光催化性能。本论文以钛酸丁酯为钛源,无水乙...
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金红石(a)、锐钛矿(b)及(c)板钛矿型TiO2的晶体结构(Zhangetal.，2012)
带隙宽度(eV) 3.21 3.00 3.13折射率 2.569 2.945 2.809（2）TiO2的能带结构能带理论是解释半导体光催化活性的主要依据之一，使我们对了解其光催作用机理具有指导意义。TiO2半导体属于ｎ型半导体(Chang et al.，2005)，带带隙较宽，使其产生电子需要较高的能量，在电子元件领域被广泛使用。学者们使用布里渊区的高对称结构描述其能级结构(马梅 等，2015)，如图 示。TiO2的 3d 轨道可以分为为 eg亚轨道和 t2g亚轨道，这两个亚轨道都是电子的空轨道。而电子分别在 S 轨道和 P 轨道中。其中与 O2S能级对应的能量较低，与 O2P对应的能级能量较较高。能级低的导带是 O3S产生的，能量价带是 O3S能级则产生的。TiO2半导体的费米能级的位置在 3d 轨道的 S 层和 t2g亚层的附近。由于锐钛矿型与金红石型 TiO2半导体的电子结构基本相似此其能带结构也是大致相同的。
第 2 章 实验药品与测试方法药品藻土的特征所用的硅藻土的颜色为白色，规格为化学纯。是古代硅藻的遗骸形成的硅质沉积岩。硅藻土主要以 Si%以上，同时还含有一些少量的杂质如：Fe、Ca、Mg 和 K学性质稳定、多孔性结构、良好的绝缘性、隔热性能好等建材等其他领域受到了极大的关注(Barlow，2011)。图 2藻土的 XRD 谱图，可以看出，硅藻土主要的衍射峰与 Si
【参考文献】：
期刊论文
[1]Preparation, characterization, and adsorption-photocatalytic activity of nano TiO2 embedded in diatomite synthesis materials[J]. Ya-Li Zhang,Jing Yang,Xian-Jin Yu. Rare Metals. 2017(12)
[2]Eu、N掺杂锐钛矿相TiO2电子结构及光学性能的第一性原理研究[J]. 马梅,张文蕾,彭彩云,张航,张晓旭,夏桐,张晋鲁,张丽丽. 伊犁师范学院学报(自然科学版). 2015(04)
[3]TiO2禁带宽度和光吸收系数对其光催化性能的影响[J]. 刘子传,郑经堂,赵东风,吴明铂. 发光学报. 2012(12)
[4]二氧化钛纳米管阵列的应用研究进展[J]. 黄运瑞,周庆祥,闫家伟. 材料导报. 2012(23)
[5]纳米TiO2对痕量Pb（Ⅱ）的吸附研究[J]. 张霞,赵月,孙挺. 东北大学学报(自然科学版). 2009(02)
[6]纳米二氧化钛的制备及其在环保领域中的应用[J]. 李明,伍小明. 化工文摘. 2008(05)
[7]TiO2/层状矿物复合材料的研究进展[J]. 王海东,汤育才,张海,李海亮. 材料导报. 2007(06)
[8]半导体光催化技术研究进展[J]. 申玉芳,龙飞,邹正光. 材料导报. 2006(06)
[9]纳米材料在光催化净化空气领域中的应用[J]. 董震,杨建忠,赵钊辉. 纺织科技进展. 2005(01)
[10]室温水解制备介孔二氧化钛的表征[J]. 张雪红,罗来涛. 硅酸盐学报. 2005(01)
博士论文
[1]纳米二氧化钛制备方法研究、性能研究及其应用[D]. 林萍.东华大学 2011
硕士论文
[1]石墨烯和银掺杂二氧化钛复合膜的光催化性能研究[D]. 王冀霞.燕山大学 2016
[2]Yb3+离子掺杂纳米TiO2/硅藻土光催化材料的制备与性能研究[D]. 唐文建.成都理工大学 2016
[3]微乳液反应法制备纳米二氧化钛及其反应条件对粒径和形貌影响的研究[D]. 益帼.南昌大学 2006
本文编号：2982796
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金红石(a)、锐钛矿(b)及(c)板钛矿型TiO2的晶体结构(Zhangetal.，2012)
带隙宽度(eV) 3.21 3.00 3.13折射率 2.569 2.945 2.809（2）TiO2的能带结构能带理论是解释半导体光催化活性的主要依据之一，使我们对了解其光催作用机理具有指导意义。TiO2半导体属于ｎ型半导体(Chang et al.，2005)，带带隙较宽，使其产生电子需要较高的能量，在电子元件领域被广泛使用。学者们使用布里渊区的高对称结构描述其能级结构(马梅 等，2015)，如图 示。TiO2的 3d 轨道可以分为为 eg亚轨道和 t2g亚轨道，这两个亚轨道都是电子的空轨道。而电子分别在 S 轨道和 P 轨道中。其中与 O2S能级对应的能量较低，与 O2P对应的能级能量较较高。能级低的导带是 O3S产生的，能量价带是 O3S能级则产生的。TiO2半导体的费米能级的位置在 3d 轨道的 S 层和 t2g亚层的附近。由于锐钛矿型与金红石型 TiO2半导体的电子结构基本相似此其能带结构也是大致相同的。
第 2 章 实验药品与测试方法药品藻土的特征所用的硅藻土的颜色为白色，规格为化学纯。是古代硅藻的遗骸形成的硅质沉积岩。硅藻土主要以 Si%以上，同时还含有一些少量的杂质如：Fe、Ca、Mg 和 K学性质稳定、多孔性结构、良好的绝缘性、隔热性能好等建材等其他领域受到了极大的关注(Barlow，2011)。图 2藻土的 XRD 谱图，可以看出，硅藻土主要的衍射峰与 Si
【参考文献】：
期刊论文
[1]Preparation, characterization, and adsorption-photocatalytic activity of nano TiO2 embedded in diatomite synthesis materials[J]. Ya-Li Zhang,Jing Yang,Xian-Jin Yu. Rare Metals. 2017(12)
[2]Eu、N掺杂锐钛矿相TiO2电子结构及光学性能的第一性原理研究[J]. 马梅,张文蕾,彭彩云,张航,张晓旭,夏桐,张晋鲁,张丽丽. 伊犁师范学院学报(自然科学版). 2015(04)
[3]TiO2禁带宽度和光吸收系数对其光催化性能的影响[J]. 刘子传,郑经堂,赵东风,吴明铂. 发光学报. 2012(12)
[4]二氧化钛纳米管阵列的应用研究进展[J]. 黄运瑞,周庆祥,闫家伟. 材料导报. 2012(23)
[5]纳米TiO2对痕量Pb（Ⅱ）的吸附研究[J]. 张霞,赵月,孙挺. 东北大学学报(自然科学版). 2009(02)
[6]纳米二氧化钛的制备及其在环保领域中的应用[J]. 李明,伍小明. 化工文摘. 2008(05)
[7]TiO2/层状矿物复合材料的研究进展[J]. 王海东,汤育才,张海,李海亮. 材料导报. 2007(06)
[8]半导体光催化技术研究进展[J]. 申玉芳,龙飞,邹正光. 材料导报. 2006(06)
[9]纳米材料在光催化净化空气领域中的应用[J]. 董震,杨建忠,赵钊辉. 纺织科技进展. 2005(01)
[10]室温水解制备介孔二氧化钛的表征[J]. 张雪红,罗来涛. 硅酸盐学报. 2005(01)
博士论文
[1]纳米二氧化钛制备方法研究、性能研究及其应用[D]. 林萍.东华大学 2011
硕士论文
[1]石墨烯和银掺杂二氧化钛复合膜的光催化性能研究[D]. 王冀霞.燕山大学 2016
[2]Yb3+离子掺杂纳米TiO2/硅藻土光催化材料的制备与性能研究[D]. 唐文建.成都理工大学 2016
[3]微乳液反应法制备纳米二氧化钛及其反应条件对粒径和形貌影响的研究[D]. 益帼.南昌大学 2006
本文编号：2982796
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