多形貌二氧化钛/石墨烯复合粉体的制备及光催化性能的研究

发布时间：2021-11-27 06:45

　　TiO₂作为一种环保廉价的半导体材料,在降解水中有机污染物和空气净化等领域具有重要的应用价值。针对TiO₂比表面积小、粒子团聚、光生电子-空穴的复合机率大等缺点,本文开展了多形貌二氧化钛/石墨烯复合粉体的制备及其光催化性能的研究。为此,采用改进的Hummers法以天然鳞片石墨为原料制备氧化石墨（GO）,采用水热法、溶剂热法以氧化石墨（GO）和二氧化钛纳米粒子（P25）为原料制备多形貌复合粉体,通过X-射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱、比表面积测试、紫外可见吸收光谱等手段对其晶体结构、形貌、官能团、比表面积等进行分析表征。采用亚甲基蓝（MB）作为目标污染物,研究了不同形貌TiO₂/石墨烯复合粉体的光催化性能,分析了影响光催化效率的因素,探讨了复合粉体的光催化机制。研究表明:（1）利用水热法和溶剂热法可实现二氧化钛在石墨烯上的负载,通过控制水热反应温度、溶剂体积比、氢氧化钠用量等反应条件可以调整二氧化钛的形貌,获得多形貌纳米二氧化钛（纳米线、纳米棒、纳米片、纳米带）与石墨烯的复合光催化剂... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 二氧化钛光催化材料研究进展
        1.2.1 光催化机理
        1.2.2 形貌演变模型
        1.2.3 二氧化钛改性
    1.3 石墨烯及其光催化复合材料
        1.3.1 石墨烯及其制备
        1.3.2 石墨烯/二氧化钛复合光催化剂
    1.4 研究内容及目的与意义
第2章 实验部分
    2.1 实验原材料
    2.2 实验仪器及设备
    2.3 材料的制备
        2.3.1 氧化石墨的制备
        2.3.2 水热法制备二氧化钛纳米线/石墨烯复合粉体
        2.3.3 共溶剂体系下多形貌TiO2/石墨烯复合粉体的制备
    2.4 表征与测试方法
        2.4.1 X-射线衍射
        2.4.2 扫描电子显微镜
        2.4.3 透射电子显微镜
        2.4.4 傅里叶变换红外光谱
        2.4.5 拉曼光谱
        2.4.6 比表面积测试
        2.4.7 紫外-可见吸收光谱
        2.4.8 光催化性能测试
第3章 二氧化钛纳米线/石墨烯的制备与光催化性能
    3.1 氧化石墨(烯)的制备与表征
        3.1.1 X-射线衍射分析
        3.1.2 形貌分析
        3.1.3 傅里叶变换红外光谱分析
        3.1.4 拉曼光谱分析
    3.2 二氧化钛纳米线的制备与表征
        3.2.1 结构分析
        3.2.2 形貌表征
        3.2.3 紫外可见漫反射表征
        3.2.4 光催化性能
    3.3 TiO_2纳米线/RGO纳米粉体的制备与表征
        3.3.1 X-射线衍射分析
        3.3.2 傅里叶变换红外光谱分析
        3.3.3 拉曼光谱分析
        3.3.4 比表面积分析
        3.3.5 光催化性能
    3.4 本章小结
第4章 多形貌二氧化钛/石墨烯及其光催化性能
    4.1 混合溶剂体积比
        4.1.1 150℃下不同混合溶剂体积比
        4.1.2 180℃下不同混合溶剂体积比
    4.2 NaOH用量
        4.2.1 X-射线衍射分析
        4.2.2 扫描电子显微分析
        4.2.3 透射电子显微分析
        4.2.4 傅里叶变换红外光谱分析
        4.2.5 比表面积分析
        4.2.6 光催化性能
    4.3 水热反应温度
        4.3.1 X-射线衍射分析
        4.3.2 形貌分析
        4.3.3 比表面积分析
        4.3.4 光催化性能
    4.4 复合光催化机理的探讨
        4.4.1 吸附性能
        4.4.2 石墨烯协同作用
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果
致谢



本文编号：3521756