小尺寸中空二氧化钛纳米材料的制备、掺杂改性及光催化性能研究
发布时间：2022-01-07 02:41
随着人类社会的发展,越来越多的人意识到能源节约和环境保护的重要性。光催化降解技术作为一种绿色、环境修复科技应运而生。光催化技术的核心是光催化剂。在常温常压下,二氧化钛（TiO2）受到一定波长的光照,就可以将有机污染物降解为低毒性的小分子有机物或者二氧化碳和水,因而它被称为理想的光催化剂。中空TiO2纳米材料相较传统TiO2具有更高的比表面积和光电活性。目前,常用的中空TiO2的制备方法是模板法和溶剂热法,这两种方法制得的中空TiO2的球径通常大于100 nm,比表面积较小。TiO2还存在很多缺点,例如低的太阳光利用率和高的光生电荷复合率等。这极大地限制了TiO2在实际生产中的应用。本文通过掺杂改性,来提高中空TiO2的光催化性能,主要研究内容如下:（1）以硫酸钛为钛源,利用共沉淀法和水热法相结合,成功制备了小尺寸的中空TiO2纳米材料。制得的中空TiO2的粒径约为10-...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TiO2的晶型结构：(a)金红石(b)锐钛矿(c)板钛矿(d)青铜矿[19]
图 1.2 C/Au 掺杂的二氧化钛的制备过程[29]Fig. 1.2 The synthetic protocol for C/Au-TiO2[29]图 1.3 样品的制备过程[30]Fig. 1.3 The synthetic protocol for samples[30]中空二氧化钛也可通过溶剂热法制备。Li 等[32]以钛酸四丁酯为钛源，通法成功制得了尺寸为 6-10 μm 的二氧化钛空心球。也有研究者以 TiOSO4成了二氧化钛球，总反应时长为 14 天。利用 SEM、TEM 表征样品微观析二氧化钛球的形成机制。如图 1.4[33]所示，图 1.4 中 a，b，c，d，e，f应 1 小时、0.5 天、1 天、2 天、7 天和 14 天的产物，可以看出反应产物
图 1.3 样品的制备过程[30]Fig. 1.3 The synthetic protocol for samples[30]中空二氧化钛也可通过溶剂热法制备。Li 等[32]以钛酸四丁酯为钛源，通法成功制得了尺寸为 6-10 μm 的二氧化钛空心球。也有研究者以 TiOSO4成了二氧化钛球，总反应时长为 14 天。利用 SEM、TEM 表征样品微观析二氧化钛球的形成机制。如图 1.4[33]所示，图 1.4 中 a，b，c，d，e，f应 1 小时、0.5 天、1 天、2 天、7 天和 14 天的产物，可以看出反应产物表面光滑的实心球体，之后表面出现疏松、粗糙的细小结构，随着该结，固体的内部结构在逐渐消失，到最后形成空心球结构。该空心球的球2 μm。Liu 等[34]通过水热法合成了直径在 500-800 nm 之间的中空球，以罗降解物，样品表现出了优异的的光催化降解性能。溶剂热法减少了模板涂去除过程，制得的产物更纯净。但是目前已知的，利用溶剂热法制得的化钛纳米球的尺寸多为几百纳米甚至几微米，仍然过大，这将直接影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2 nanosheets synthesized by atomic layer deposition for photocatalysis[J]. Riyanto Edy,Yuting Zhao,Gaoshan S.Huang,Jianjun J.Shi,Jing Zhang,Alexander A.Solovev,Yongfeng Mei. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(05)
[2]稀土（La/Ce/Pr/Nd）掺杂锐钛矿相TiO2磁性及光催化活性的第一性原理研究[J]. 李聪,郑友进,付斯年,姜宏伟,王丹. 物理学报. 2016(03)
[3]{111}晶面暴露对介孔金红石TiO2单晶光催化产氢的促进作用（英文）[J]. 吴亭亭,康向东,Mohammad W.Kadi,Iqbal Ismail,刘岗,成会明. 催化学报. 2015(12)
[4]Hollow spherical titanium dioxide nanoparticles for energy and environmental applications[J]. Peng Zhang,Ang Li,Jinlong Gong. Particuology. 2015(05)
[5]Study of erbium （Ⅲ） doped titanium dioxide nanoparticles by photoacoustic spectroscopy[J]. 汪海燕,杨跃涛,刘晓峻,张淑仪. Journal of Rare Earths. 2010(02)
[6]二氧化钛纳米材料及其能源应用(英文)[J]. 陈晓波. 催化学报. 2009(08)
[7]稀土元素掺杂对TiO2薄膜光催化性能的影响[J]. 陈俊涛,李新军,杨莹,王良焱,何明兴. 中国稀土学报. 2003(S2)
[8]纳米科学技术──面向21世纪的新科技[J]. 李民乾. 物理. 1992(02)
博士论文
[1]稀土掺杂二氧化钛纳米管模板法制备及光催化性能研究[D]. 薛寒松.重庆大学 2008
硕士论文
[1]中空纳米结构TiO2的制备及基于实验和参数化的光电性能研究[D]. 李明宇.吉林大学 2017
本文编号：3573644
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TiO2的晶型结构：(a)金红石(b)锐钛矿(c)板钛矿(d)青铜矿[19]
图 1.2 C/Au 掺杂的二氧化钛的制备过程[29]Fig. 1.2 The synthetic protocol for C/Au-TiO2[29]图 1.3 样品的制备过程[30]Fig. 1.3 The synthetic protocol for samples[30]中空二氧化钛也可通过溶剂热法制备。Li 等[32]以钛酸四丁酯为钛源，通法成功制得了尺寸为 6-10 μm 的二氧化钛空心球。也有研究者以 TiOSO4成了二氧化钛球，总反应时长为 14 天。利用 SEM、TEM 表征样品微观析二氧化钛球的形成机制。如图 1.4[33]所示，图 1.4 中 a，b，c，d，e，f应 1 小时、0.5 天、1 天、2 天、7 天和 14 天的产物，可以看出反应产物
图 1.3 样品的制备过程[30]Fig. 1.3 The synthetic protocol for samples[30]中空二氧化钛也可通过溶剂热法制备。Li 等[32]以钛酸四丁酯为钛源，通法成功制得了尺寸为 6-10 μm 的二氧化钛空心球。也有研究者以 TiOSO4成了二氧化钛球，总反应时长为 14 天。利用 SEM、TEM 表征样品微观析二氧化钛球的形成机制。如图 1.4[33]所示，图 1.4 中 a，b，c，d，e，f应 1 小时、0.5 天、1 天、2 天、7 天和 14 天的产物，可以看出反应产物表面光滑的实心球体，之后表面出现疏松、粗糙的细小结构，随着该结，固体的内部结构在逐渐消失，到最后形成空心球结构。该空心球的球2 μm。Liu 等[34]通过水热法合成了直径在 500-800 nm 之间的中空球，以罗降解物，样品表现出了优异的的光催化降解性能。溶剂热法减少了模板涂去除过程，制得的产物更纯净。但是目前已知的，利用溶剂热法制得的化钛纳米球的尺寸多为几百纳米甚至几微米，仍然过大，这将直接影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2 nanosheets synthesized by atomic layer deposition for photocatalysis[J]. Riyanto Edy,Yuting Zhao,Gaoshan S.Huang,Jianjun J.Shi,Jing Zhang,Alexander A.Solovev,Yongfeng Mei. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(05)
[2]稀土（La/Ce/Pr/Nd）掺杂锐钛矿相TiO2磁性及光催化活性的第一性原理研究[J]. 李聪,郑友进,付斯年,姜宏伟,王丹. 物理学报. 2016(03)
[3]{111}晶面暴露对介孔金红石TiO2单晶光催化产氢的促进作用（英文）[J]. 吴亭亭,康向东,Mohammad W.Kadi,Iqbal Ismail,刘岗,成会明. 催化学报. 2015(12)
[4]Hollow spherical titanium dioxide nanoparticles for energy and environmental applications[J]. Peng Zhang,Ang Li,Jinlong Gong. Particuology. 2015(05)
[5]Study of erbium （Ⅲ） doped titanium dioxide nanoparticles by photoacoustic spectroscopy[J]. 汪海燕,杨跃涛,刘晓峻,张淑仪. Journal of Rare Earths. 2010(02)
[6]二氧化钛纳米材料及其能源应用(英文)[J]. 陈晓波. 催化学报. 2009(08)
[7]稀土元素掺杂对TiO2薄膜光催化性能的影响[J]. 陈俊涛,李新军,杨莹,王良焱,何明兴. 中国稀土学报. 2003(S2)
[8]纳米科学技术──面向21世纪的新科技[J]. 李民乾. 物理. 1992(02)
博士论文
[1]稀土掺杂二氧化钛纳米管模板法制备及光催化性能研究[D]. 薛寒松.重庆大学 2008
硕士论文
[1]中空纳米结构TiO2的制备及基于实验和参数化的光电性能研究[D]. 李明宇.吉林大学 2017
本文编号：3573644
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