改性TiO 2 /硅藻土复合材料的制备及吸附降解甲醛性能研究

发布时间：2021-11-09 14:58

　　自TiO2被发现能够在光辐射下催化水发生氧化还原反应并产生氢气以来,以纳米结构TiO2为代表的半导体光催化材料,因其具有高的催化活性、良好的稳定性、能够降解有机污染物以及廉价无毒等优点,在医用消毒杀菌、生活废水和工业废水处理、建筑功能涂料、室内装修装饰材料以及太阳能电池等领域得到了广泛的应用。硅藻土是一种具有纳米级孔径的天然多孔材料,具有比表面积大、化学性质稳定、吸附能力强、无毒等优点,是纳米TiO2良好的载体材料。通过硅藻土和TiO2光催化剂的协同作用,最终实现其对甲醛的高效吸附和降解。因此,开发高性能的改性TiO2/硅藻土复合材料具有重要的理论研究价值和实际应用前景。本课题工作先用溶胶凝胶法制备出了纯TiO2、V-TiO2、N-TiO2以及V-N-TiO2,并通过测试选出了不同离子掺杂的最佳掺杂量;然后用综合法对内蒙低品位的硅藻土（DE）进行了提纯,使其达到国家一级土的标准;最后采用溶胶凝胶法,以钛酸丁酯为原料与提纯后的硅藻土制成了纯TiO2/DE、V-TiO2/DE、N-TiO2/DE以及V-N-TiO2/DE复合材料。进一步,通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 纳米TiO_2光催化剂
        1.2.1 纳米TiO_2光催化剂发展历史
        1.2.2 纳米TiO_2光催化剂晶体结构和理化性质
        1.2.3 纳米TiO_2光催化剂催化机理
        1.2.4 纳米TiO_2光催化剂改性方法及性能研究进展
    1.3 硅藻土
        1.3.1 硅藻土形貌结构及性能特点
        1.3.2 硅藻土提纯方法
    1.4 TiO_2-硅藻土复合材料的制备及其性能研究进展
    1.5 本论文主要研究内容
第2章 试验材料及方法
    2.1 试验原料
    2.2 试验设备
    2.3 试验方法及原理
        2.3.1 改性纳米TiO_2制备方法和原理
        2.3.2 硅藻土提纯方法和原理
        2.3.3 改性TiO_2/硅藻土复合材料制备方法及原理
    2.4 组织与性能表征方法
        2.4.1 扫描电子显微镜（SEM）
        2.4.2 透射电子显微镜（TEM）
        2.4.3 X射线衍射（XRD）
        2.4.4 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）
        2.4.5 X射线光电子能谱（XPS）
        2.4.6 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）
        2.4.7 光催化性能测试
        2.4.8 孔径及比表面积分析
        2.4.9 烧失量分析
        2.4.10 甲醛吸附性能测试
第3章 改性TiO_2的制备及组织与光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 改性TiO_2的制备
    3.3 改性TiO_2结构和性能分析
        3.3.1 改性TiO_2粉体形貌
        3.3.2 改性TiO_2的相组成
        3.3.3 掺杂改性对TiO_2结构的影响
        3.3.4 改性TiO_2的光吸收性能
        3.3.5 改性TiO_2的光催化性能
    3.4 本章小结
第4章 硅藻土提纯工艺及吸附甲醛机理研究
    4.1 引言
    4.2 硅藻土提纯方案
    4.3 提纯工艺对硅藻土成分和结构的影响
        4.3.1 不同粒径硅藻土结构与成分分析
        4.3.2 酸洗对硅藻土结构与成分的影响
        4.3.3 焙烧烧失量与成分变化
        4.3.4 综合法提纯效果
    4.4 硅藻土吸附甲醛机理研究
        4.4.1 硅藻土孔径及比表面积分析
        4.4.2 硅藻土提纯前后吸附甲醛性能分析
    4.5 本章小结
第5章 改性TiO_2/硅藻土复合材料制备及降解甲醛性能研究
    5.1 引言
    5.2 改性TiO_2/硅藻土复合材料的制备
    5.3 改性TiO_2/硅藻土复合粉体结构
        5.3.1 改性TiO_2/硅藻土复合粉体形貌与结构
        5.3.2 改性TiO_2/硅藻土复合粉体相组成
        5.3.3 改性TiO_2/硅藻土复合粉体的化学结合态与改性机理
        5.3.4 改性TiO_2/硅藻土复合粉体光吸收性能
        5.3.5 改性TiO_2/硅藻土复合材料吸附降解甲醛性能
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]可见光响应铈氮共掺杂二氧化钛及其光催化降解活性[J]. 王会敏,杨万亮,李鑫,付伯艳,孙懂山,田蒙奎.  水处理技术. 2015(04)
[3]非金属掺杂二氧化钛光催化剂的研究进展[J]. 王丽,陈永,赵辉,韩冰,孙瑞敏.  材料导报. 2015(01)
[4]TiO2/硅藻土光催化氧化降解甲基橙的研究[J]. 王喜全,于丽红,赵丹丹.  环境科学与管理. 2014(10)
[5]TiO2纳米管的掺杂改性及对水中强力霉素的光催化去除[J]. 张中杰,卢昶雨,彭悦欣,李娇,关卫省.  安全与环境学报. 2014(03)
[6]离子掺杂改性TiO2光催化剂的研究进展[J]. 汪滨,郑水林.  中国非金属矿工业导刊. 2014(03)
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[8]我国硅藻土的应用现状及展望[J]. 杨浩文,高文元.  中国陶瓷工业. 2013(03)
[9]室内空气中的甲醛[J]. 王琦.  中国医药指南. 2012(25)
[10]论室内空气甲醛污染[J]. 苏海涛,谢丽波,关秀莲,于明月,解名环,寇泊洋.  中国现代医生. 2012(08)

博士论文
[1]改性纳米二氧化钛的光催化性能研究[D]. 王姝.吉林大学 2014



本文编号：3485574