微波水热法制备RE（Nd/La）-N-P-TiO 2 纳米复合光催化剂及其性能研究

发布时间：2022-01-26 07:53

　　本文旨在提高纳米TiO2的太阳能利用率和量子化效率,开发可见光响应高性能TiO2纳米复合光催化剂,为利用光催化技术治理环境污染提供高性能光催化新材料。首次利用微波水热法,以TiCl4为钛源,不采用有机溶剂,无需焙烧处理,缩短反应时间（仅需十几分钟）,成功制备了新型高性能Nd-N-P-TiO2纳米复合光催化剂（记为NdNPTO）。采用XRD、TEM、BET、XPS、FT-IR、EPR、DRS、光电化学性能测试等表征手段对NdNPTO纳米光催化剂进行系统表征。在模拟太阳光照射下,Nd-N-P三元掺杂样品光催化降解4-氯酚（4-CP）的活性最高,远远优于商品P25 TiO2,可广泛应用于环境污染治理。20 mg/L 4-CP在0.8 g/L NdNPTO分散液中,经模拟太阳光照射2 h TOC去除率达83.59%,进一步延长光照时间4-CP将彻底矿化。自由基捕获实验证实,光催化氧化过程中溶液中·OH直接进攻目标污染物,而?O2-经质子化形成?OH,再降解4-CP。NdNPTO光催化性能的提高应归因于Nd-N-P三元掺杂协同作用减少了光生电子-空穴复合,增加了表面Ti4+–O2-–Ti4+–O... 

【文章来源】：哈尔滨师范大学黑龙江省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 纳米光催化剂研究现状
        1.1.1 非TiO_2基光催化剂研究现状
        1.1.2 纳米TiO_2光催化剂研究现状
    1.2 纳米TiO_2光催化剂的改性研究现状
        1.2.1 掺杂改性
        1.2.2 半导体耦合
        1.2.3 贵金属沉积
        1.2.4 有机染料敏化
        1.2.5 超强酸化
        1.2.6 碳材料修饰
    1.3 纳米TiO_2光催化剂的制备研究现状
        1.3.1 气相法
        1.3.2 液相法
        1.3.3 固相法
    1.4 纳米TiO_2光催化剂的应用研究现状
        1.4.1 污水处理
        1.4.2 空气净化
        1.4.3 固体废物处理
        1.4.4 消毒杀菌
        1.4.5 自洁净
    1.5 本文的立题依据与研究内容
        1.5.1 立题依据
        1.5.2 研究内容
第2章 实验材料及研究方法
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器和设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 微波水热法以TiCl4水解制备TiO_2纳米复合光催化剂
        2.3.2 光催化剂的表征
        2.3.3 TiO_2纳米光催化剂的光活性评价
第3章 Nd-N-P-TiO_2纳米光催化剂的微波水热法制备及太阳光活性提高的协同机制
    3.1 引言
    3.2 Nd-N-P-TiO_2纳米光催化剂的微波水热法制备工艺研究
        3.2.1 微波辐射时间对Nd-N-P-TiO_2纳米粒子光催化活性的影响
        3.2.2 水热温度对Nd-N-P-TiO_2纳米粒子光催化活性及晶格畸变度的影响
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 TEM分析
        3.3.3 BET分析
        3.3.4 XPS分析
        3.3.5 FT-IR分析
        3.3.6 EPR分析
        3.3.7 UV-vis吸收光谱分析
        3.3.8 光电化学性能测试
        3.3.9 Nd-N-P三元掺杂对TiO_2光催化活性的影响及协同机理探讨
    3.4 本章小结
第4章 La-N-P-TiO_2纳米光催化剂的微波水热法制备及太阳光活性提高的协同机制
    4.1 引言
    4.2 La-N-P-TiO_2纳米光催化剂的微波水热法制备工艺研究
        4.2.1 微波辐射时间对La-N-P-TiO_2纳米粒子光催化活性的影响
        4.2.2 水热温度对La-N-P-TiO_2纳米粒子光催化活性的影响
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 XRD分析
        4.3.2 TEM分析
        4.3.3 BET分析
        4.3.4 XPS分析
        4.3.5 EPR分析
        4.3.6 UV-vis吸收光谱分析
        4.3.7 光电化学性能测试
        4.3.8 La-N-P三元掺杂对TiO_2光催化活性的影响及协同机理探讨
    4.4 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
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳光下高光催化活性Pr-N-P三元掺杂锐钛矿TiO2纳米片（英文）[J]. 姜洪泉,王巧凤,李世洋,李井申,王庆元.  催化学报. 2014(07)



本文编号：3610124