复合氧化物(TiO 2 /SnO 2 )纳米管催化剂的制备及光催化气相有机物性能的研究
发布时间：2023-03-07 18:07
目前Ti02作为最受关注的光催化材料之一,在应用中存在电子-空穴对复合率高和光吸收范围狭窄的问题。可以将Ti02与某些氧化物混合,降低电子-空穴对的复合率,如Sn02,是提高光催化效率的方法之一。本论文通过不同表征手段(XRD,TEM,BET等)考察了不同制备方法,不同pH下Sn02水解及Ti02与Sn02不同摩尔比对复合催化剂形貌的影响,并通过降解甲苯为探针反应,对比降解甲苯的数据及其生成物的数量关系推导甲苯降解机理。结果如下所示： (1)水热法在150℃,0.3g P25在pH为10mol·dm-3的条件下制备的纳米管管壁清晰,将其400℃焙烧,纳米管依然存在。 (2)水热法制备TiO2/SnO2复合催化剂,发现体系pH为12,摩尔比(nTiO2/nSnO2)为9：1的时候,Sn4+与Ti4+之间发生混晶现象,从TEM的晶格条纹可以观察发现。 (3)TiO2/SnO2复合催化剂降解甲苯以CO2的选择性来评价其性能,实验发现,水热法制备的以P25为钛源,水溶液pH等于12时,制备的TiO2/SnO2复合催化剂性能最佳,甲苯的降解率达到60.32%,CO2的选择性为71.62%,其每克...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 综述
1.1 前言
1.2 TiO2光催化反应原理
1.2.1 TiO2光催化反应原理
1.2.2 TiO2光催化反应步骤
1.3 TiO2光催化活性的改良途径
1.3.1 扩大TiO2光催化剂光谱响应范围
1.3.2 提高TiO2光催化剂光量子效率
1.4 TiO2光催化剂的应用现状
1.4.1 污水处理
1.4.2 气体净化
1.4.3 灭菌
1.5 室内挥发性有机物的处理技术
1.5.1 传统技术
1.5.2 光催化剂技术
1.6 气-固光催化反应器
1.6.1 流化床反应器
1.6.2 固定床反应器
1.7 光催化机理模型
1.8 光催化反应的影响因素
1.8.1 催化剂用量
1.8.2 光源于光强
1.8.3 有机物浓度
1.8.4 温度
1.8.5 pH值
1.8.6 外加氧化剂
1.8.7 表面螯合
1.9 光催化降解挥发性有机物研究现状
1.9.1 甲苯
1.9.2 甲醛
1.10 TiO2纳米管及TiO2/SnO2复合纳米管概述
1.10.1 TiO2纳米管的性质
1.10.2 TiO2纳米管的制备方法
1.10.3 TiO2/SnO2复合纳米管制备
1.11 课题研究内容、目的及意义
参考文献
第二章 实验部分
2.1 实验材料和仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.1.3 光催化仪器
2.2 表征方法其原理
2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
2.2.2 TEM
2.2.3 N2吸附/脱附等温线(BET)分析
2.2.4 热重-差热(TG-DTA)分析
2.3 光催化反应流程、条件和结果分析
2.3.1 光催化配气系统
2.3.2 光催化气路流程图
2.3.3 分析方法
2.3.4 光催化实验操作
参考文献
第三章 TiO2纳米管的制备及表征
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 TiO2纳米管的制备
3.2.2 TiO2纳米管的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 温度对TiO2纳米管形貌的影响
3.3.2 pH对TiO2纳米管形貌的影响
3.3.3 不同钛源对TiO2纳米管形貌的影响
3.3.4 n(TiO2)/n(NaOH)的摩尔比对TiO2纳米管形貌的影响
3.3.5 TG-DTA曲线
3.3.6 不同焙烧温度的影响
3.3.7 BET
3.4 结论
参考文献
第四章 TiO2/SnO2复合催化剂的制备及表征
4.1 前言
4.2 TiO2/SnO2复合催化剂的制备
4.2.1 水热法1
4.2.2 浸渍法
4.2.3 水热法2
4.2.3.1 水热法2制备TiO2/SnO2复合催化剂
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同制备方法对TiO2/SnO2复合纳米管组成和形貌的影响
4.3.2 不同pH对TiO2/SnO2形貌的影响
4.3.3 不同摩尔比制备TiO2/SnO2纳米管
4.4 本章小结
参考文献
第五章 TiO2/SnO2光催化剂性能研究
5.1 引言
5.2 制备条件对TiO2/SnO2复合光催化催化性能的影响
5.2.1 条件试验
5.2.2 不同钛源制备的TiO2纳米管对光催化的影响
5.2.3 TiO2纳米管的焙烧温度对催化剂的影响
5.2.4 不同制备方法对TiO2/SnO2复合催化剂的性能影响
5.2.5 不同pH制备的TiO2/SnO2复合催化剂
5.2.6 摩尔比(nTiO2
/nSnO2
)对TiO2/SnO2复合催化剂的性能影响
5.2.7 摩尔比(nTiO2
/nSnO2
对光催化产物选择性的影响
5.2.8 光催化甲苯的机理研究
5.3 本章小结
参考文献
第六章 总结与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
本文编号：3757637
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
目录
第一章 综述
1.1 前言
1.2 TiO2光催化反应原理
1.2.1 TiO2光催化反应原理
1.2.2 TiO2光催化反应步骤
1.3 TiO2光催化活性的改良途径
1.3.1 扩大TiO2光催化剂光谱响应范围
1.3.2 提高TiO2光催化剂光量子效率
1.4 TiO2光催化剂的应用现状
1.4.1 污水处理
1.4.2 气体净化
1.4.3 灭菌
1.5 室内挥发性有机物的处理技术
1.5.1 传统技术
1.5.2 光催化剂技术
1.6 气-固光催化反应器
1.6.1 流化床反应器
1.6.2 固定床反应器
1.7 光催化机理模型
1.8 光催化反应的影响因素
1.8.1 催化剂用量
1.8.2 光源于光强
1.8.3 有机物浓度
1.8.4 温度
1.8.5 pH值
1.8.6 外加氧化剂
1.8.7 表面螯合
1.9 光催化降解挥发性有机物研究现状
1.9.1 甲苯
1.9.2 甲醛
1.10 TiO2纳米管及TiO2/SnO2复合纳米管概述
1.10.1 TiO2纳米管的性质
1.10.2 TiO2纳米管的制备方法
1.10.3 TiO2/SnO2复合纳米管制备
1.11 课题研究内容、目的及意义
参考文献
第二章 实验部分
2.1 实验材料和仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.1.3 光催化仪器
2.2 表征方法其原理
2.2.1 X射线衍射分析(XRD)
2.2.2 TEM
2.2.3 N2吸附/脱附等温线(BET)分析
2.2.4 热重-差热(TG-DTA)分析
2.3 光催化反应流程、条件和结果分析
2.3.1 光催化配气系统
2.3.2 光催化气路流程图
2.3.3 分析方法
2.3.4 光催化实验操作
参考文献
第三章 TiO2纳米管的制备及表征
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 TiO2纳米管的制备
3.2.2 TiO2纳米管的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 温度对TiO2纳米管形貌的影响
3.3.2 pH对TiO2纳米管形貌的影响
3.3.3 不同钛源对TiO2纳米管形貌的影响
3.3.4 n(TiO2)/n(NaOH)的摩尔比对TiO2纳米管形貌的影响
3.3.5 TG-DTA曲线
3.3.6 不同焙烧温度的影响
3.3.7 BET
3.4 结论
参考文献
第四章 TiO2/SnO2复合催化剂的制备及表征
4.1 前言
4.2 TiO2/SnO2复合催化剂的制备
4.2.1 水热法1
4.2.2 浸渍法
4.2.3 水热法2
4.2.3.1 水热法2制备TiO2/SnO2复合催化剂
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同制备方法对TiO2/SnO2复合纳米管组成和形貌的影响
4.3.2 不同pH对TiO2/SnO2形貌的影响
4.3.3 不同摩尔比制备TiO2/SnO2纳米管
4.4 本章小结
参考文献
第五章 TiO2/SnO2光催化剂性能研究
5.1 引言
5.2 制备条件对TiO2/SnO2复合光催化催化性能的影响
5.2.1 条件试验
5.2.2 不同钛源制备的TiO2纳米管对光催化的影响
5.2.3 TiO2纳米管的焙烧温度对催化剂的影响
5.2.4 不同制备方法对TiO2/SnO2复合催化剂的性能影响
5.2.5 不同pH制备的TiO2/SnO2复合催化剂
5.2.6 摩尔比(nTiO2
/nSnO2
)对TiO2/SnO2复合催化剂的性能影响
5.2.7 摩尔比(nTiO2
/nSnO2
对光催化产物选择性的影响
5.2.8 光催化甲苯的机理研究
5.3 本章小结
参考文献
第六章 总结与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
本文编号：3757637
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