具有可见光响应的TiO 2 /微珠复合粉体的制备与性能研究

发布时间：2022-12-11 06:38

　　为克服纳米二氧化钛能带隙较宽使其对太阳光的利用率极低,以及小的颗粒尺寸使其在实际应用中难分离、易团聚的缺点,并解决固体废弃物粉煤灰高附加值利用率低,大量排放对环境造成污染的问题。本论文利用硫酸氧钛水解法将纳米Ti O2负载于粉煤灰微珠表面制备大粒径的Ti O2/微珠复合粉体,探讨了包覆过程中各工艺参数对Ti O2/微珠复合粉体包覆及光催化效果的影响,并通过化学沉淀法分别构建p-n异型异质结Ag2O/Ti O2和n-n同型异质结WO3/Ti O2来探究它们对Ti O2/微珠复合粉体紫外及可见光催化活性的影响。研究表明,当水解温度为85℃,Ti O2负载量为30%,10wt%Na OH添加量为5m L,CTAB添加量为2g,搅拌速率为150r/min,经过750℃热处理的Ti O2/微珠复合颗粒具有均匀致密的粒径在50-200nm的锐钛矿相Ti O2包覆层,包覆层与基体之间紧密结合形成了Si-O-Ti的化学键。此外,Ti O2/微珠复合颗粒比表面积较纳米Ti O2提高了5倍以上,使其具有一定的吸附能力。通过对20ppm亚甲基蓝溶液进行光降解实验发现,Ti O2/微珠复合颗粒具有良好的紫外光... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 半导体光催化材料
        1.1.1 半导体光催化理论基础
        1.1.2 半导体光催化剂的分类
        1.1.3 半导体光催化剂的应用
    1.2 纳米TiO_2光催化材料
        1.2.1 TiO_2的光催化原理
        1.2.2 TiO_2光催化剂的研究现状
        1.2.3 TiO_2光催化剂的改性及负载
    1.3 氧化银（Ag_2O）的简介
        1.3.1 氧化银的性质
        1.3.2 氧化银光催化材料的研究现状
    1.4 氧化钨（WO_3）的简介
        1.4.1 氧化钨的性质
        1.4.2 氧化钨光催化材料的研究现状
    1.5 粉煤灰的简介
        1.5.1 粉煤灰的性质及危害
        1.5.2 粉煤灰在光催化剂领域的研究现状
    1.6 研究目的与研究意义
第2章 实验方法与实验方案
    2.1 实验原理
        2.1.1 TiO_2/微珠复合粉体的制备
        2.1.2 N掺杂TiO_2/微珠复合粉体的制备
        2.1.3 Ag_2O/TiO_2/微珠复合粉体的制备
        2.1.4 WO_3/TiO_2/微珠复合粉体的制备
    2.2 实验的主要原料
    2.3 实验仪器与设备
    2.4 实验方案
        2.4.1 粉煤灰微珠的预处理
        2.4.2 TiO_2/微珠复合粉体的制备
        2.4.3 N掺杂TiO_2/微珠复合粉体的制备
        2.4.4 Ag_2O/TiO_2/微珠复合粉体的制备
        2.4.5 WO_3/TiO_2/微珠复合粉体的制备
        2.4.6 光催化活性的研究
    2.5 测试及表征方法
        2.5.1 测试仪器
        2.5.2 表征方法
第3章 TiO_2/微珠复合光催化剂
    3.1 TiO_2/微珠复合光催化剂的表征
        3.1.1 微观形貌及元素分析
        3.1.2 物相分析
        3.1.3 界面结合状态
        3.1.4 比表面积
        3.1.5 热稳定性研究
        3.1.6 光催化活性的表征
        3.1.7 吸收光谱范围
    3.2 工艺参数对光催化及包覆效果的影响
        3.2.1 TiO_2负载量的影响
        3.2.2 NaOH添加量的影响
        3.2.3 表面活性剂的影响
        3.2.4 搅拌速率的影响
        3.2.5 热处理温度的影响
        3.2.6 氮掺杂的影响
    3.3 本章小结
第4章 Ag_2O/TiO_2/微珠复合光催化剂
    4.1 Ag_2O/TiO_2/微珠复合粉体的表征
        4.1.1 微观形貌及元素分析
        4.1.2 物相分析
        4.1.3 界面结合状态
        4.1.4 吸收光谱范围
    4.2 Ag_2O/TiO_2/微珠复合粉体光催化性能的研究
        4.2.1 Ag_2O/TiO_2/微珠复合光催化剂紫外光催化性能
        4.2.2 Ag_2O/TiO_2/微珠复合光催化剂可见光催化性能
        4.2.3 m(TiO_2:Ag_2O)对Ag_2O/TiO_2/微珠复合粉体光催化性能的影响
    4.3 Ag_2O/TiO_2/微珠复合光催化剂的光催化机理探讨
    4.4 本章小结
第5章 WO_3/TiO_2/微珠复合光催化剂
    5.1 WO_3/TiO_2/微珠复合粉体的表征
        5.1.1 微观形貌及元素分析
        5.1.2 物相分析
        5.1.3 界面结合状态
        5.1.4 吸收光谱范围
    5.2 WO_3/TiO_2/微珠复合粉体光催化性能的研究
        5.2.1 WO_3/TiO_2/微珠复合光催化剂紫外光催化性能
        5.2.2 WO_3/TiO_2/微珠复合光催化剂可见光催化性能
        5.2.3 m(TiO_2:WO_3)对WO_3/TiO_2/微珠复合粉体光催化性能的影响
    5.3 WO_3/TiO_2/微珠复合光催化剂的光催化机理探讨
    5.4 本章小结
第6章 结论
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]半导体多相光催化应用技术[J]. 杨合,薛向欣,左良,杨中东,张志宏.  材料导报. 2003(08)
[2]二氧化钛半导体光催化技术研究进展[J]. 孙晓君,蔡伟民,井立强,周德瑞,沈雄飞,王志平.  哈尔滨工业大学学报. 2001(04)
[3]半导体光催化研究进展与展望[J]. 韩世同,习海玲,史瑞雪,付贤智,王绪绪.  化学物理学报. 2003(05)
[4]纳米半导体材料的光催化机理与应用[J]. 刘俊渤,臧玉春,吴景贵,王明辉.  长春工业大学学报(自然科学版). 2004(03)
[5]半导体纳米材料的光催化及其应用[J]. 朱学文,廖列文,崔英德.  精细化工. 2000(08)
[6]半导体光催化技术研究进展[J]. 申玉芳,龙飞,邹正光.  材料导报. 2006(06)
[7]TiO2半导体光催化剂在污水处理中的研究进展[J]. 江海军,张瑾,奚丽荷,朱忠其,柳清菊.  材料导报. 2007(S1)
[8]粉煤灰综合利用研究进展[J]. 王鹏飞.  电力环境保护. 2006(02)
[9]粉煤灰综合利用的现状与前景展望[J]. 鲁晓勇,朱小燕.  辽宁工程技术大学学报. 2005(02)
[10]异质结型光催化膜的活性及其机理研究[J]. 林熙,李旦振,吴清萍,付贤智,王绪绪.  高等学校化学学报. 2005(04)

博士论文
[1]二氧化钛准一维纳米材料的合成及其高压相变研究[D]. 李全军.吉林大学 2009

硕士论文
[1]一维纳米TiO2/空心微珠复合材料的制备及其光催化性能的研究[D]. 郭凌坤.合肥工业大学 2012
[2]纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究[D]. 王潺.华中科技大学 2011



本文编号：3718316