N-TiO 2 /RGO复合材料的制备及其可见光催化性能研究
发布时间：2021-04-01 12:11
随着社会的飞速发展,水体有机物污染问题日益严重,采用光催化降解水体中的有机污染物成为治理污染的有效手段之一。在众多的半导体光催化材料中,TiO2因其化学性质稳定、催化活性高、耐腐蚀性强、无毒、价廉等优点,成为最具应用前景的光催化材料之一。但是,TiO2存在着禁带宽度大（3.2e V）,仅对紫外光有响应,同时,TiO2的光生电子和空穴易复合,光子利用率低的缺点。这些缺点极大的限制了TiO2的应用。针对以上问题,本论文采用氮掺杂和石墨烯负载对TiO2进行改性,采用温和的水热法无需后续高温煅烧处理,分别制得氮掺杂二氧化钛（N-TiO2）、石墨烯负载二氧化钛（TiO2/RGO）、氮掺杂二氧化钛负载石墨烯（N-TiO2/RGO）系列催化剂,采用XRD、SEM、TEM、XPS、FT-IR、DRS等表征对催化剂的晶型、形貌、光性能进行了表征,并以甲基橙为目标降解物进行光催化活性测试。1.以钛酸四丁酯和尿素为起始原料,制备N/T...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合半导体光催化剂中的光激发过程
e、Nile blueA、Safranine O 等染料，虽然染料敏化在一定程的光催化活性，但是大多数染料敏化剂存在着不容忽视的缺染物之间往往存在吸附与降解竞争，染料自身不稳定，在光光降解，或者生成可能造成二次污染的中间产物，这些缺点的推广应用。概述Geim等[45]通过简单的机械剥离法成功从石墨中剥离出单层石了以前科学家们公认的“ 稳定自由态的二维石墨烯结构在无法存在” 的论断。本节将对石墨烯的结构、性能以及石面进行综述。结构
在力学、光学、电学、热学等方面显示出优异的性能。石墨烯的碳原子之间 键相连，当外界对其施加机械力作用时，碳原子通过弯曲变形缓冲外界机械力现出良好的力学强度；石墨稀的比表面积高达 2600 m2/g，对紫外光、可见近红外都具有较好的透过性；石墨烯还是一种零带隙材料，它的价带电子和电子相交于费米能级，电子迁移率可达 20000 cm2*V·S，电子迁移速率是的三分之一，是目前已知导电率最快的材料；同时它还具有硬度大、化学性定、不易受化学腐蚀、良好的记忆效应等优点。石墨烯的这些优异性能，使在光催化剂效率、太阳能电池、氢气制备和储存、超级电容器、高分子聚合合材料等领域得到广泛的研究。在光催化复合材料研究领域，利用石墨稀负性 TiO2也成为了当前研究的热点，TiO2与石墨烯复合后，光催化性能得到的提高。.7.2 石墨烯促进光催化作用的机理
【参考文献】：
期刊论文
[1]N-TiO2涂料对甲醛降解与霉菌抑制的研究[J]. 张颢,黄永捷,王文明,刘心中,卢伟帅,吴美琰,林耀楠,黎平智,张涵博. 中国环保产业. 2016(02)
[2]Pt/石墨烯-TiO2纳米管的合成及光催化制氢活性[J]. 涂盛辉,梁海营,胡亚平,朱细平,彭海龙,杜军,万金保. 功能材料. 2013(23)
[3]N掺杂TiO2的制备和光催化性能[J]. 郝栋,姜春海,杨振明,张劲松. 材料研究学报. 2013(03)
[4]石墨烯/半导体复合光催化剂的研究进展[J]. 魏龙福,余长林. 有色金属科学与工程. 2013(03)
[5]部分还原氧化石墨烯/二氧化钛复合材料的水热合成及其光催化活性[J]. 龙梅,丛野,李轩科,崔正威,董志军,袁观明. 物理化学学报. 2013(06)
[6]N掺杂TiO2的制备、可见光响应机理及理论研究进展[J]. 杨建军,王岩. 河南大学学报(自然科学版). 2013(02)
[7]多种光源下氮掺杂TiO2光催化降解染料废水的研究[J]. 石建稳,陈少华,王淑梅,叶志隆. 工业水处理. 2010(09)
[8]溶剂热法制备Ag/TiO2纳米材料及其光催化性能[J]. 许平昌,柳阳,魏建红,熊锐,潘春旭,石兢. 物理化学学报. 2010(08)
[9]C-N共掺杂纳米TiO2的制备及其光催化制氢活性[J]. 张晓艳,崔晓莉. 物理化学学报. 2009(09)
[10]TiO2光催化还原重金属离子的研究进展[J]. 黄锦勇,刘国光,张万辉,黄杰,林婷,汪玉娟. 环境科学与技术. 2008(12)
博士论文
[1]可见光活性二氧化钛的制备及氧空位与掺杂的N（或修饰的金属）之间的协同作用机制研究[D]. 王岩.河南大学 2012
[2]硼、氮掺杂二氧化钛催化剂制备、表征及可见光性能研究[D]. 周小松.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]TiO2纳米异质结光催化剂的设计合成与性能研究[D]. 张晓.北京交通大学 2015
[2]二氧化钛/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能的研究[D]. 金春吉.吉林大学 2014
[3]S掺杂TiO2/石墨烯复合催化剂制备及光催化分解水制氢[D]. 牛海涛.哈尔滨理工大学 2014
本文编号：3113313
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
复合半导体光催化剂中的光激发过程
e、Nile blueA、Safranine O 等染料，虽然染料敏化在一定程的光催化活性，但是大多数染料敏化剂存在着不容忽视的缺染物之间往往存在吸附与降解竞争，染料自身不稳定，在光光降解，或者生成可能造成二次污染的中间产物，这些缺点的推广应用。概述Geim等[45]通过简单的机械剥离法成功从石墨中剥离出单层石了以前科学家们公认的“ 稳定自由态的二维石墨烯结构在无法存在” 的论断。本节将对石墨烯的结构、性能以及石面进行综述。结构
在力学、光学、电学、热学等方面显示出优异的性能。石墨烯的碳原子之间 键相连，当外界对其施加机械力作用时，碳原子通过弯曲变形缓冲外界机械力现出良好的力学强度；石墨稀的比表面积高达 2600 m2/g，对紫外光、可见近红外都具有较好的透过性；石墨烯还是一种零带隙材料，它的价带电子和电子相交于费米能级，电子迁移率可达 20000 cm2*V·S，电子迁移速率是的三分之一，是目前已知导电率最快的材料；同时它还具有硬度大、化学性定、不易受化学腐蚀、良好的记忆效应等优点。石墨烯的这些优异性能，使在光催化剂效率、太阳能电池、氢气制备和储存、超级电容器、高分子聚合合材料等领域得到广泛的研究。在光催化复合材料研究领域，利用石墨稀负性 TiO2也成为了当前研究的热点，TiO2与石墨烯复合后，光催化性能得到的提高。.7.2 石墨烯促进光催化作用的机理
【参考文献】：
期刊论文
[1]N-TiO2涂料对甲醛降解与霉菌抑制的研究[J]. 张颢,黄永捷,王文明,刘心中,卢伟帅,吴美琰,林耀楠,黎平智,张涵博. 中国环保产业. 2016(02)
[2]Pt/石墨烯-TiO2纳米管的合成及光催化制氢活性[J]. 涂盛辉,梁海营,胡亚平,朱细平,彭海龙,杜军,万金保. 功能材料. 2013(23)
[3]N掺杂TiO2的制备和光催化性能[J]. 郝栋,姜春海,杨振明,张劲松. 材料研究学报. 2013(03)
[4]石墨烯/半导体复合光催化剂的研究进展[J]. 魏龙福,余长林. 有色金属科学与工程. 2013(03)
[5]部分还原氧化石墨烯/二氧化钛复合材料的水热合成及其光催化活性[J]. 龙梅,丛野,李轩科,崔正威,董志军,袁观明. 物理化学学报. 2013(06)
[6]N掺杂TiO2的制备、可见光响应机理及理论研究进展[J]. 杨建军,王岩. 河南大学学报(自然科学版). 2013(02)
[7]多种光源下氮掺杂TiO2光催化降解染料废水的研究[J]. 石建稳,陈少华,王淑梅,叶志隆. 工业水处理. 2010(09)
[8]溶剂热法制备Ag/TiO2纳米材料及其光催化性能[J]. 许平昌,柳阳,魏建红,熊锐,潘春旭,石兢. 物理化学学报. 2010(08)
[9]C-N共掺杂纳米TiO2的制备及其光催化制氢活性[J]. 张晓艳,崔晓莉. 物理化学学报. 2009(09)
[10]TiO2光催化还原重金属离子的研究进展[J]. 黄锦勇,刘国光,张万辉,黄杰,林婷,汪玉娟. 环境科学与技术. 2008(12)
博士论文
[1]可见光活性二氧化钛的制备及氧空位与掺杂的N（或修饰的金属）之间的协同作用机制研究[D]. 王岩.河南大学 2012
[2]硼、氮掺杂二氧化钛催化剂制备、表征及可见光性能研究[D]. 周小松.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]TiO2纳米异质结光催化剂的设计合成与性能研究[D]. 张晓.北京交通大学 2015
[2]二氧化钛/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能的研究[D]. 金春吉.吉林大学 2014
[3]S掺杂TiO2/石墨烯复合催化剂制备及光催化分解水制氢[D]. 牛海涛.哈尔滨理工大学 2014
本文编号：3113313
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