碳修饰不同晶面TiO 2 复合材料的光催化特性研究

发布时间：2023-02-05 17:33

　　近年来,随着环境污染和能源匮乏等问题的出现,半导体材料在光催化降解污染物、光催化制氢等方面表现出的巨大应用潜力受到了越来越多的关注。TiO₂具有无毒、成本低、催化活性高等优点,是最受欢迎的半导体材料之一。但由于太阳光利用率低和电子—空穴对复合率高这两方面的缺陷限制了TiO₂在光催化领域的发展。碳材料可以将TiO₂的响应光谱拓展至可见光,并降低其电子空穴对的复合效率,因此碳与TiO₂的复合材料一直是光催化研究的热点之一。同时,暴露晶面对催化活性也有很大的影响,研究不同暴露晶面的TiO₂降解有机污染物的过程,对于了解纳米材料的光催化原理,提高其催化活性具有重要意义。然而,就锐钛矿型TiO₂而言,{101}与{001}两个暴露晶面催化活性的高低一直没有统一的结论。基于此,本文主要做了以下两个方面的研究:(1)采用水热法合成了具有良好发光性能的碳量子点(CQDs)、不同晶面暴露比例的TiO₂与CQDs的复合物(TiO₂(...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 TiO₂在光催化领域的应用
        1.2.1 TiO₂的简介
        1.2.2 TiO₂光催化降解污染物的原理
        1.2.3 影响TiO₂光催化效率的因素
    1.3 拓展TiO₂响应光谱至可见光的研究现状
        1.3.1 拓展TiO₂响应光谱至可见光的研究背景
        1.3.2 拓展TiO₂响应光谱至可见光的方法
        1.3.3 拓展TiO₂响应光谱至可见光面临的挑战
    1.4 本论文选题思路与研究内容
    参考文献
第2章 实验技术与方法
    2.1 引言
    2.2 荧光寿命成像系统
        2.2.1 荧光寿命原理
        2.2.2 时间相关单光子计数(TCSPC)技术
    2.3 样品稳态光谱的表征
        2.3.1 紫外可见吸收光谱
        2.3.2 荧光光谱
    2.4 小结
    参考文献
第3章 TiO₂与CQDs之间电子转移及TiO₂/CQDs催化性能的研究
    3.1 引言
    3.2 样品的制备
        3.2.1 碳量子点(CQDs)的制备
        3.2.2 TiO₂的制备
        3.2.3 TiO₂/CQDs的制备
        3.2.4 样品催化活性的评价
    3.3 样品的表征
        3.3.1 CQDs的 AFM表征
        3.3.2 CQDs水溶液吸收光谱、荧光光谱的表征
        3.3.3 TiO₂/CQDs紫外可见漫反射光谱的表征
    3.4 TiO₂与CQDs之间敏化现象的研究
    3.5 可见光下TiO₂/CQDs降解RhB分子的研究
        3.5.1 TiO₂/CQDs降解RhB过程中溶液吸收光谱与荧光光谱的变化
        3.5.2 可见光下TiO₂/CQDs降解RhB的机制
    3.6 小结
    参考文献
第4章 可见光下TiO₂/C降解RhB的中间过程对TiO₂晶面的依赖
    4.1 引言
    4.2 样品的制备
    4.3 样品的表征
    4.4 可见光下TiO₂/C降解RhB的中间过程对TiO₂晶面依赖的研究
        4.4.1 光催化降解RhB过程中溶液吸收光谱和荧光光谱的变化
        4.4.2 光催化降解RhB过程中溶液荧光寿命的变化
        4.4.3 TiO₂/C光催化降解RhB的机理研究
    4.5 小结
    参考文献
第5章 结论与展望
    5.1 工作结论
    5.2 工作展望
致谢
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本文编号：3735393