石墨烯/二氧化钛光催化材料对乙醛、乙烯的吸附降解特性研究

发布时间：2023-02-25 18:03

　　近年来,空气污染治理逐渐受到人们的重视,尤其是挥发性有机物(VOCs)的去除。VOCs包括醛类、苯类、烯烃、烷烃类有机物,对人的身体健康有严重危害。VOCs能够与空气中的NO_X、SO₂等物质反应,加速二次气溶胶的形成。研究表明,TiO₂是一种高效光催化剂,能够有效去除空气中的VOCs。但是TiO₂存在电子空穴容易复合、光能利用率低等问题,而且在气相环境中,TiO₂对有机物分子的吸附能力较弱,限制了其在空气污染治理领域的广泛应用。石墨烯作为典型的二维材料,具有良好的导电能力、高的费米能级和大比表面积,研究表明石墨烯与TiO₂复合能有效提升TiO₂的光催化降解能力。相比于石墨烯,氮掺杂石墨烯具有很多独特的性质。氮原子引入的孤对电子能够提高石墨烯的导电率,异质氮原子能够提升石墨烯的氧还原活性,有利于电子的转移和超氧自由基的生成。此外,氮原子导致石墨烯表面电荷的不均匀分布,引起材料表面极性的改变。根据这些性质,氮掺杂石墨烯与TiO_2...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 光催化原理和常见光催化剂
    1.3 二氧化钛的性质及其改性方法
        1.3.1 二氧化钛的性质
        1.3.2 二氧化钛的改性
            1.3.2.1 多孔TiO₂ 的制备
            1.3.2.2 晶面调控
            1.3.2.3 元素掺杂
            1.3.2.4 贵金属表面沉积
            1.3.2.5 制备TiO₂ 复合材料
    1.4 VOCs光催化降解技术研究现状
        1.4.1 光催化剂的吸附降解能力研究
        1.4.2 气相有机物分子的降解机理和降解过程研究
        1.4.3 气相光催化反应影响因素的研究
    1.5 课题的提出和研究思路
第2章 石墨烯/二氧化钛复合材料的制备及其对乙醛降解性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 材料制备
        2.2.3 样品表征和光催化降解性能测试
    2.3 实验结果和讨论
        2.3.1 形貌和性质表征
        2.3.2 吸附和降解性能测试
        2.3.3 光催化降解过程和机理分析
    2.4 本章小结
第3章 氮掺杂石墨烯/二氧化钛复合材料对乙醛和乙烯的吸附降解特性研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 材料制备
        3.2.3 样品表征方法
        3.2.4 光催化降解性能测试
    3.3 实验结果及讨论
        3.3.1 材料的形貌和结构表征
        3.3.2 材料的光电性质表征
        3.3.3 材料的吸附性能研究
        3.3.4 材料的光催化降解性能研究
        3.3.5 降解机理探究
        3.3.6 材料对乙醛和乙烯光催化降解的讨论
    3.4 本章小结
第4章 结论和展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3748931