介孔-大孔钛酸锶薄膜材料的制备及改性研究

发布时间：2022-12-23 21:57

　　钛酸锶（SrTiO3）多孔薄膜因其大比表面积、低成本和可回收再利用等优势在光催化、吸附领域受到了广泛的关注,但目前仍存在对可见光利用率低,光生电子-空穴对易复合,使其光催化活性降低等问题。分级孔结构可提升负载能力并利于离子、电子的微尺度传输,而掺杂改性可以将SrTiO3光吸收范围拓展至可见光区。因此,探索制备分级孔结构SrTiO3多孔薄膜及其掺杂改性具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以钛酸丁酯为钛源,乙酸锶为锶源,二乙醇胺（DEA）为络合剂,PEG 2000为模板剂,通过溶胶-凝胶法和浸渍提拉法制备介孔-大孔SrTiO3多孔薄膜,进而研究了铈（Ce）掺杂对其光催化性能的影响。采用XRD、FESEM、UV-Vis及BET等方法对样品进行表征。以罗丹明B（RhB）和亚甲基蓝（MB）为模拟污染物进行光催化实验,研究了主要工艺参数对产物微观结构和物相组成的影响规律,探讨了相应的结构与光催化性能之间的内在联系。结果如下:（1）DEA:Sr:Ti摩尔比由4:1:1增至4.5:1:1,SrTiO3多孔薄膜由双连续介孔-大孔结构经有序分布过渡后演变为无规则介孔-大孔结构,禁带宽度由2.19 eV、... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 介孔-大孔薄膜材料研究动态
        1.2.1 双模板法制备介孔-大孔薄膜材料
        1.2.2 表面活性剂自组装法制备介孔-大孔薄膜材料
    1.3 TiO_2/钛酸盐多孔薄膜材料研究动态
    1.4 SrTiO_3的掺杂改性研究动态
        1.4.1 金属离子掺杂改性
        1.4.2 其他元素掺杂改性
    1.5 本课题研究内容及创新点
        1.5.1 本课题研究内容
        1.5.2 创新点
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料及实验仪器
        2.1.1 化学试剂和基片材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 介孔-大孔SrTiO_3多孔薄膜的制备
        2.2.2 Ce掺杂SrTiO_3 多孔薄膜的制备
    2.3 光催化剂的表征测试手段
        2.3.1 扫描电子显微镜
        2.3.2 透射电子显微镜
        2.3.3 X射线衍射
        2.3.4 比表面积和孔径
        2.3.5 荧光光谱
        2.3.6 紫外-可见吸收光谱
        2.3.7 光催化性能表征
    2.4 光催化降解实验
        2.4.1 降解有机物模拟液的配制
        2.4.2 光催化实验方法
第3章 介孔-大孔SrTiO_3多孔薄膜的制备及性能研究
    3.1 煅烧温度对合成SrTiO_3的影响
    3.2 PEG2000 添加量对SrTiO_3 薄膜结构的影响
    3.3 DEA对合成SrTiO_3 薄膜及其结构的影响
    3.4 醇水体积比对SrTiO_3薄膜结构的影响
第4章 Ce掺杂SrTiO_3 多孔薄膜的表征及其光催化性能
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 光催化剂表征
        4.2.2 光催化实验结果分析
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]贯通有序大孔SnO2气敏材料的制备及气敏性能[J]. 王莹,王晓冬,许亚威,周利星,魏莹,仪桂云.  化工进展. 2016(11)
[2]PEG对二氧化钛薄膜微观结构和光催化性能的影响[J]. 陈霞,陆改玲,周澐,计晶晶.  硅酸盐通报. 2016(01)
[3]纳米网状结构钛酸锶钡的制备及其催化性能研究（英文）[J]. 曾涛,白杨,李浩,毛朝梁,董显林,桂书祥.  无机材料学报. 2015(12)
[4]PEG4000用量对溶胶-凝胶法制备多孔钛酸锶光催化剂的影响[J]. 王宏,都玲,孙欣,张文杰.  材料工程. 2014(12)
[5]煅烧温度对溶胶-凝胶法制备钛酸锶性能的影响[J]. 张文杰,毕菲非,孙欣,孙鹏.  材料热处理学报. 2013(S2)
[6]钛酸锶薄膜的制备与应用研究进展[J]. 常亮亮,殷明志,杨亮亮.  材料开发与应用. 2011(01)
[7]稀土元素掺杂对纳米TiO2光催化剂的影响及机理[J]. 孙俊英,孟大维,汪新星,刘卫平,欧阳海琳,王革.  材料导报. 2007(S3)
[8]燃烧法合成大比表面钙钛矿复合氧化物研究[J]. 吴跃辉,罗来涛,刘伟.  石油与天然气化工. 2007(04)
[9]多孔纳米二氧化钛薄膜的制备及其光催化活性[J]. 王冬至,刘福田,单立福,张宁,刘鑫.  陶瓷学报. 2006(04)
[10]溶胶-凝胶法制备Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的微结构及介电性能研究[J]. 张柏顺,万能,章天金.  湖北大学学报(自然科学版). 2006(01)

博士论文
[1]基于聚苯乙烯微球制备三维大孔材料及其应用研究[D]. 陈乐辰.中国科学技术大学 2016
[2]基于纳米粒子的界面组装制备刺激响应性纳米薄膜[D]. 孙伟.复旦大学 2014

硕士论文
[1]SrTiO3改性对光催化性能的影响[D]. 廖锡龙.武汉科技大学 2018
[2]改性纳米二氧化钛光催化处理造纸废水的研究[D]. 刘苗.陕西科技大学 2016
[3]三维多孔钛酸锶微球的制备及其光催化还原Cr（Ⅵ）的研究[D]. 孙园园.天津大学 2016
[4]改性钛酸锶光催化剂的光解水产氢活性与光生电荷性质研究[D]. 郑锐.吉林大学 2016
[5]层级多孔材料的自组装研究[D]. 朱金美.苏州大学 2014
[6]杂化TiO2多孔薄膜及其无紫外光辐照下的超亲水特性[D]. 孙琳.浙江大学 2014
[7]Nb掺杂二氧化钛多孔薄膜的制备及氧敏性能的研究[D]. 甘霖慧.华中科技大学 2014
[8]钛酸锶薄膜的溶胶凝胶旋涂法制备工艺及光催化性能研究[D]. 范周巩.兰州理工大学 2013
[9]钛酸锶催化剂的制备及改性研究[D]. 王媛.重庆大学 2012
[10]纳米二氧化钛的化学改性及其光催化性能的研究[D]. 余珊珊.北京化工大学 2012



本文编号：3725488