掺杂改性TiO 2 /Ti纳米管阵列的制备及光催化性能研究
发布时间：2021-04-23 05:53
随着我国经济的快速发展,工业化水平的迅猛提高,能源成为了社会发展重要的驱动力。但是由于全球经济的迅猛发展,化石燃料被持续大量的使用,化石燃料燃烧带来的危害及能源的短缺问题也日益加剧。寻找可再生的清洁能源是我国社会建设的重中之重。随着我国科技工业等领域的发展,环境问题尤其是废水的排放问题也引起了我国各界的广泛关注。TiO2纳米管具有无毒,光催化性能好等众多优点,被认为是光分解水制取氢气和光催化降解有机污染物中最有前途的光催化剂之一。然而,由于其带隙较宽,只能在太阳光带中吸收很小波段的紫外光,利用率非常的低。因此本文通过B掺杂及Pt沉积共修饰的方法制备高效光催化剂TiO2/Ti纳米管（Pt-B/TiO2/Ti NTs）,用于光解水制氢;非金属元素B与稀土元素Gd共掺杂的方法制备高效光催化剂TiO2/Ti纳米管（B-Gd/TiO2/Ti NTs）,用于亚甲基蓝的光催化降解,使其对可见光的吸收与利用有相应的提高。本文采用阳极氧化法制备TiO2/Ti NTs,并用S...
【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景
2 催化剂在光催化氧化中的作用-4 -"> 1.2 TiO2 催化剂在光催化氧化中的作用-4 -
2 的结构与性质-4 -"> 1.2.1 TiO2 的结构与性质-4 -
2 光催化反应机理-6 -"> 1.2.2 TiO2 光催化反应机理-6 -
2 纳米管的制备方法-8 -"> 1.3 TiO2 纳米管的制备方法-8 -
1.3.1 模板合成法
1.3.2 水热合成法
1.3.3 溶胶-凝胶法
1.3.4 阳极氧化法
2 光催化剂改性及研究现状"> 1.4 TiO2 光催化剂改性及研究现状
1.4.1 半导体复合（异质结）
1.4.2 表面贵金属沉积
1.4.3 离子掺杂
2 纳米管的应用"> 1.5 TiO2 纳米管的应用
1.6 研究意义和研究内容
第2章 实验材料与实验方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器与设备
2.2 材料制备方法及实验装置
2.2.1 材料的制备装置
2.2.2 材料的制备方法
2 纳米管的表征"> 2.3 TiO2 纳米管的表征
2.3.1 X射线衍射分析（XRD）
2.3.2 扫描电子显微镜表征（SEM）
2.3.3 X射线光电子能谱分析（XPS）
2.3.4 紫外-可见漫反射分析（DRS）
2.3.5 荧光光谱分析（PL）
2.3.6 表面光电压谱分析（SPS）
2 纳米管的光催化测试"> 2.4 TiO2 纳米管的光催化测试
2.4.1 光解水制氢
2.4.2 光催化降解亚甲基蓝
2/Ti纳米管的制备用于光解水制氢">第3章 Pt沉积与B掺杂TiO2/Ti纳米管的制备用于光解水制氢
3.1 引言
3.2 实验部分
2/Ti NTs及 Pt-B/TiO2/Ti NTs的制备"> 3.2.1 B/TiO2/Ti NTs及 Pt-B/TiO2/Ti NTs的制备
2/Ti NTs及 Pt-B/TiO2/Ti NTs的性能测试"> 3.2.2 B/TiO2/Ti NTs及 Pt-B/TiO2/Ti NTs的性能测试
3.3 结果与讨论
2/Ti纳米管材料的组成与形貌表征"> 3.3.1 B/TiO2/Ti纳米管材料的组成与形貌表征
2/Ti NTs材料的光解水制氢性能分析"> 3.3.2 B/TiO2/Ti NTs材料的光解水制氢性能分析
2/Ti NTs材料的组成与形貌表征"> 3.3.3 Pt-B/TiO2/Ti NTs材料的组成与形貌表征
2/Ti NTs材料的光解水制氢性能分析"> 3.3.4 Pt-B/TiO2/Ti NTs材料的光解水制氢性能分析
3.3.5 牺牲剂的量对光解水制氢的影响
3.4 本章小结
2/Ti纳米管的制备用于光催化降解亚甲基蓝">第4章 Gd与 B共掺杂TiO2/Ti纳米管的制备用于光催化降解亚甲基蓝
4.1 引言
4.2 实验部分
2/Ti NTs及 B-Gd/TiO2/Ti NTs的制备"> 4.2.1 Gd/TiO2/Ti NTs及 B-Gd/TiO2/Ti NTs的制备
2/Ti NTs及 B-Gd/TiO2/Ti NTs的性能测试"> 4.2.2 Gd/TiO2/Ti NTs及 B-Gd/TiO2/Ti NTs的性能测试
4.3 结果与讨论
2/Ti纳米管材料的组成与形貌表征"> 4.3.1 Gd/TiO2/Ti纳米管材料的组成与形貌表征
2/Ti NTs材料的光催化降解亚甲基蓝性能分析"> 4.3.2 Gd/TiO2/Ti NTs材料的光催化降解亚甲基蓝性能分析
2/Ti NTs材料的组成与形貌表征"> 4.3.3 B-Gd/TiO2/Ti NTs材料的组成与形貌表征
2/Ti NTs材料的光催化降解亚甲基蓝的性能分析"> 4.3.4 B-Gd/TiO2/Ti NTs材料的光催化降解亚甲基蓝的性能分析
4.4 本章小结
第5章 光催化降解亚甲基蓝影响因素的分析
5.1 引言
5.2 亚甲基蓝光催化降解动力学研究
5.3 光催化降解亚甲基蓝影响因素的分析
5.3.1 光源对光催化效果的影响
5.3.2 通气情况对光催化效果的影响
5.3.3 初始浓度对光催化效果的影响
5.3.4 催化剂表面积对光催化效果的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]离子液体辅助阳极氧化法制备N掺杂TiO2纳米管阵列及其光催化性能研究（英文）[J]. 于滢慧,姜艳丽,田玫,杨丽娟,闫慧君,盛双. 稀有金属材料与工程. 2016(03)
本文编号：3154763
【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景
2 催化剂在光催化氧化中的作用-4 -"> 1.2 TiO2 催化剂在光催化氧化中的作用-4 -
2 的结构与性质-4 -"> 1.2.1 TiO2 的结构与性质-4 -
2 光催化反应机理-6 -"> 1.2.2 TiO2 光催化反应机理-6 -
2 纳米管的制备方法-8 -"> 1.3 TiO2 纳米管的制备方法-8 -
1.3.1 模板合成法
1.3.2 水热合成法
1.3.3 溶胶-凝胶法
1.3.4 阳极氧化法
2 光催化剂改性及研究现状"> 1.4 TiO2 光催化剂改性及研究现状
1.4.1 半导体复合（异质结）
1.4.2 表面贵金属沉积
1.4.3 离子掺杂
2 纳米管的应用"> 1.5 TiO2 纳米管的应用
1.6 研究意义和研究内容
第2章 实验材料与实验方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器与设备
2.2 材料制备方法及实验装置
2.2.1 材料的制备装置
2.2.2 材料的制备方法
2 纳米管的表征"> 2.3 TiO2 纳米管的表征
2.3.1 X射线衍射分析（XRD）
2.3.2 扫描电子显微镜表征（SEM）
2.3.3 X射线光电子能谱分析（XPS）
2.3.4 紫外-可见漫反射分析（DRS）
2.3.5 荧光光谱分析（PL）
2.3.6 表面光电压谱分析（SPS）
2 纳米管的光催化测试"> 2.4 TiO2 纳米管的光催化测试
2.4.1 光解水制氢
2.4.2 光催化降解亚甲基蓝
2/Ti纳米管的制备用于光解水制氢">第3章 Pt沉积与B掺杂TiO2/Ti纳米管的制备用于光解水制氢
3.1 引言
3.2 实验部分
2/Ti NTs及 Pt-B/TiO2/Ti NTs的制备"> 3.2.1 B/TiO2/Ti NTs及 Pt-B/TiO2/Ti NTs的制备
2/Ti NTs及 Pt-B/TiO2/Ti NTs的性能测试"> 3.2.2 B/TiO2/Ti NTs及 Pt-B/TiO2/Ti NTs的性能测试
3.3 结果与讨论
2/Ti纳米管材料的组成与形貌表征"> 3.3.1 B/TiO2/Ti纳米管材料的组成与形貌表征
2/Ti NTs材料的光解水制氢性能分析"> 3.3.2 B/TiO2/Ti NTs材料的光解水制氢性能分析
2/Ti NTs材料的组成与形貌表征"> 3.3.3 Pt-B/TiO2/Ti NTs材料的组成与形貌表征
2/Ti NTs材料的光解水制氢性能分析"> 3.3.4 Pt-B/TiO2/Ti NTs材料的光解水制氢性能分析
3.3.5 牺牲剂的量对光解水制氢的影响
3.4 本章小结
2/Ti纳米管的制备用于光催化降解亚甲基蓝">第4章 Gd与 B共掺杂TiO2/Ti纳米管的制备用于光催化降解亚甲基蓝
4.1 引言
4.2 实验部分
2/Ti NTs及 B-Gd/TiO2/Ti NTs的制备"> 4.2.1 Gd/TiO2/Ti NTs及 B-Gd/TiO2/Ti NTs的制备
2/Ti NTs及 B-Gd/TiO2/Ti NTs的性能测试"> 4.2.2 Gd/TiO2/Ti NTs及 B-Gd/TiO2/Ti NTs的性能测试
4.3 结果与讨论
2/Ti纳米管材料的组成与形貌表征"> 4.3.1 Gd/TiO2/Ti纳米管材料的组成与形貌表征
2/Ti NTs材料的光催化降解亚甲基蓝性能分析"> 4.3.2 Gd/TiO2/Ti NTs材料的光催化降解亚甲基蓝性能分析
2/Ti NTs材料的组成与形貌表征"> 4.3.3 B-Gd/TiO2/Ti NTs材料的组成与形貌表征
2/Ti NTs材料的光催化降解亚甲基蓝的性能分析"> 4.3.4 B-Gd/TiO2/Ti NTs材料的光催化降解亚甲基蓝的性能分析
4.4 本章小结
第5章 光催化降解亚甲基蓝影响因素的分析
5.1 引言
5.2 亚甲基蓝光催化降解动力学研究
5.3 光催化降解亚甲基蓝影响因素的分析
5.3.1 光源对光催化效果的影响
5.3.2 通气情况对光催化效果的影响
5.3.3 初始浓度对光催化效果的影响
5.3.4 催化剂表面积对光催化效果的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]离子液体辅助阳极氧化法制备N掺杂TiO2纳米管阵列及其光催化性能研究（英文）[J]. 于滢慧,姜艳丽,田玫,杨丽娟,闫慧君,盛双. 稀有金属材料与工程. 2016(03)
本文编号：3154763
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