稀土掺杂介孔TiO 2 /GO复合材料的制备及光催化性能研究

发布时间：2021-11-20 21:33

　　TiO₂因其催化活性高、无毒、价廉等性质而被公认为最理想的光催化剂,但因其带隙能大（3.2 eV）,而且光激发产生的电子空穴复合率高等缺点而限制了实际应用。将其合成介孔结构可得到比表面积较大,催化反应活性点多的催化剂,但介孔TiO₂可见光光催化性能仍然不明显。石墨烯具有大的比表面积和良好的导电性而引起人们的关注,合成石墨烯-TiO₂复合材料来提高TiO₂的光催化性能一度成为研究热点,但石墨烯水溶性较差,与TiO₂复合成为一个难题,而采用Hummers法制备得到的氧化石墨烯（GO）含有羟基、羧基和环氧基等一些极性基团使得其易溶于水。本文以十二烷基磺酸钠为模板剂,钛酸四丁酯为钛源采用溶胶-凝胶、水热相结合法制备了活性较高的介孔TiO₂催化剂以及稀土Nd³⁺掺杂介孔TiO₂光催化剂,进而与氧化石墨烯进行复合,制备了系列介孔TiO₂/GO复合材料以及稀土Nd³⁺掺杂介孔TiO<... 

【文章来源】：内蒙古师范大学内蒙古自治区

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 介孔TiO_2催化剂的研究概况
        1.2.1 TiO_2催化剂的光催化反应原理
        1.2.2 介孔TiO_2催化剂的概况
        1.2.3 介孔TiO_2催化剂的制备方法
            1.2.3.1 溶胶-凝胶法
            1.2.3.2 水热法
            1.2.3.3 微波法
        1.2.4 稀土离子掺杂介孔TiO_2催化剂
    1.3 石墨烯及其复合材料
        1.3.1 石墨烯
        1.3.2 TiO_2/石墨烯复合材料
            1.3.2.1 金属掺杂制备TiO_2/石墨烯复合材料
            1.3.2.2 双模板剂制备TiO_2/GO复合材料
    1.4 研究目的、意义和内容
        1.4.1 研究目的和意义
        1.4.2 研究内容
2 光催化剂的制备和表征
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 光催化剂的制备
        2.3.1 介孔TiO_2光催化剂的制备
        2.3.2 Nd~(3+)-介孔TiO_2光催化剂的制备
            2.3.2.1 介孔TiO_2光催化剂的的制备
            2.3.2.2 Nd~(3+)-介孔TiO_2光催化剂的的制备
        2.3.3 Nd~(3+)-TiO_2/GO复合光催化剂的制备
            2.3.3.1 GO的制备
            2.3.3.2 介孔TiO_2/GO复合光催化剂的制备
            2.3.3.3 1 .5Nd-TiO_2/GO复合光催化剂的制备
        2.3.4 双模板剂制备介孔TiO_2/GO复合光催化剂
            2.3.4.1 双模板剂制备介孔TiO_2光催化剂
            2.3.4.2 双模板剂制备介孔TiO_2/GO复合光催化剂
    2.4 光催化剂的表征分析
3 介孔TiO_2光催化剂的制备及光催化性能研究
    3.1 光催化性能测试
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 XRD结果与分析
        3.2.2 N_2吸附-脱附结果与分析
        3.2.3 SEM和TEM分析
        3.2.4 UV-vis光谱分析
        3.2.5 光催化性能测试结果与讨论
    3.3 结论
4 稀土Nd~(3+)-介孔TiO_2光催化剂的制备及光催化性能研究
    4.1 光催化性能测试
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 XRD结果与分析
        4.2.2 N_2吸附-脱附和BJH孔径分布分析
        4.2.3 SEM和TEM分析
        4.2.4 UV-vis光谱分析
        4.2.5 光催化性能测试结果与讨论
    4.3 结论
5 稀土Nd~(3+)-介孔TiO_2/GO复合材料的制备及光催化性能研究
    5.1 光催化性能测试
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 XRD结果与分析
        5.2.2 N_2吸附-脱附和BJH孔径分布分析
        5.2.3 SEM和TEM分析
        5.2.4 XPS结果与分析
        5.2.5 UV-vis光谱分析
        5.2.6 光催化性能测试结果与讨论
    5.3 结论
6 双模板剂制备介孔TiO_2/GO复合材料及光催化性能研究
    6.1 光催化性能测试
    6.2 结果与讨论
        6.2.1 XRD结果与分析
        6.2.2 N_2吸附-脱附和BJH孔径分布分析
        6.2.3 SEM和TEM分析
        6.2.4 FTIR光谱分析
        6.2.5 UV-vis光谱分析
        6.2.6 光催化性能测试结果与讨论
    6.3 结论
7 结论
参考文献
硕士研究生期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]介孔TiO2中空微球的制备及其光催化性能研究[J]. 石凯,李巧玲.  化学试剂. 2017(11)
[2]Improving the photocatalytic performance of TiO2 via hybridizing with graphene[J]. K S Divya,Athulya K Madhu,T U Umadevi,T Suprabha,P.Radhakrishnan Nair,Suresh Mathew.  Journal of Semiconductors. 2017(06)
[3]介孔TiO2/WO3空心球的制备及其可见光光催化性能[J]. 喻洋,佟明兴,何玉兰,陈辉,高静,李国华.  无机材料学报. 2017(04)
[4]介孔RGO/TiO2复合光催化材料的制备及光催化性能[J]. 李翠霞,金海泽,杨志忠,杨轩,董其铮,厉婷婷.  无机材料学报. 2017(04)
[5]非金属元素掺杂及三维花状多级结构对介孔TiO2可见光催化性能的促进作用[J]. 张春磊,黄丹娅,孙明慧,欧阳逸挺,王超,李小云,陈丽华,苏宝连.  高等学校化学学报. 2017(03)
[6]GO/TiO2复合催化剂的制备及其光催化降解甲基橙[J]. 许文涛,于岩,盛瑞,邵真真,曹腾飞.  化工时刊. 2017(01)
[7]石墨烯基TiO2复合材料的表征及其可见光催化活性研究[J]. 李跃,祝立强,陈佩华,丁枭,程良彪,丛野,李轩科.  武汉科技大学学报. 2017(01)
[8]TiO2光催化剂的制备及应用进展[J]. 蒲施桦,解雅东,李爽,龙定彪.  广州化工. 2016(12)
[9]氧化石墨烯–镝掺杂二氧化钛复合光催化材料的制备及光催化性能（英文）[J]. 李翠霞,吴强红,曾鹏飞,谭高伟.  硅酸盐学报. 2016(06)
[10]溶胶-凝胶法制备介孔TiO2及其表征[J]. 乔仁静,许琦,唐喆,韩粉女.  化工新型材料. 2016(04)



本文编号：3508128