当前位置:主页 > 科技论文 > 化学论文 >

介孔二氧化钛纳米材料的可控制备及改性研究

发布时间:2018-01-09 18:13

  本文关键词:介孔二氧化钛纳米材料的可控制备及改性研究 出处:《南昌航空大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 二氧化钛 掺杂 等离子共振效应 介孔 光沉积


【摘要】:随着社会的进步和经济的快速发展,伴随而来的环境污染问题也日益严重,对环境污染的控制和治理已经成为人类亟待解决的重大问题。由于二氧化钛光化学性质稳定,对生物无毒,具有耐酸碱性和生物相容性,最重要的是其在光照下的电子-空穴分离能有效地将水中有机污染物催化氧化为水和二氧化碳等小分子化合物,因此二氧化钛纳米材料受到了越来越多的探索研究。作为一种新兴的水污染处理技术,虽然目前人们已经取得一定的进展,但还不算成熟,仍然存在着一些问题和不足,如其禁带较宽,只能对紫外光有响应,电子和空穴容易复合等。针对上述难题,本论文通过可控制备介孔二氧化钛纳米材料以及对二氧化钛纳米材料进行改性来抑制光生电子和空穴的复合,从而达到提高二氧化钛光催化活性的目的。具体研究内容如下:1、以钛酸四丁酯为钛源,以二氧化硅为模板采用水热法制备介孔单晶金红石相二氧化钛,研究了不同Ag掺杂量对介孔TiO2光催化性能的影响。在一定范围内,随着Ag掺杂量的增大,介孔TiO2的光催化性能会随之增强,当Ag掺杂量为5%为最佳。这是因为贵金属Ag能够产生等离子体共振效应,抑制光生电子和空穴的复合,从而增强介孔TiO2的光催化性能。而当Ag掺杂量超过5%时,随着Ag掺杂量的增加,介孔TiO2的光催化性能会随之减弱。这是因为当Ag掺杂量增大时,在光沉积的过程中Ag纳米颗粒发生团聚,堵塞介孔TiO2的通道,从而降低其光催化活性。2、以水热法对水热模板法制备的介孔单晶二氧化钛进行钨的掺杂,W6+的掺杂提高了TiO2的比表面积和孔体积,掺杂W6+的介孔二氧化钛的大比表面积为反应物的吸附提供了更多的活性位点,从而提高其光催化性能。与二氧化钛相比,掺杂W6+的二氧化钛的吸收边发生了红移,而且掺杂W6+的二氧化钛在200~400 nm吸收增强,这表明掺杂W6+的二氧化钛在紫外区具有很好的光催化性能。在模拟太阳光的条件下,掺杂W6+的二氧化钛的光催化性能优于二氧化钛,这是因为W6+的掺杂可以提高二氧化钛的电对分离效率,从而提高二氧化钛的光催化活性。3、以商业二氧化钛P25为基础,通过水热法制备了掺杂W6+的W-TiO2,以光沉积的方法制备了Au/TiO2,通过水热法和光沉积法结合制备了Au/W-TiO2。由于Au纳米颗粒的等离子体共振效应,沉积Au纳米颗粒的Au/TiO2和Au/W-TiO2在可见光区有一个很强的吸收带,说明贵金属Au的沉积拓展了二氧化钛对可见光区响应。与未掺杂的TiO2相比,掺杂W6+的TiO2能促使荧光的高效猝灭,这是因为TiO2导带上的光生电子在固溶体中可以被W6+捕获,从而抑制光生电子和空穴的复合。在光催化活性测试中,当在W-TiO2上沉积贵金属Au纳米颗粒后,其光催化降解速率明显高于TiO2、W-TiO2和Au/TiO2,这主要归因于掺杂的W6+和沉积的Au纳米颗粒的协同作用。
[Abstract]:With the development of society and economy, the problem of environmental pollution is becoming more and more serious. The control and control of environmental pollution has become an important problem to be solved urgently. Because of the photochemical stability of titanium dioxide, it is non-toxic to biology, acidproof and alkaline resistance and biocompatibility. The most important thing is that the electron-hole separation can effectively catalyze the oxidation of organic pollutants into small molecular compounds such as water and carbon dioxide. As a new water pollution treatment technology, although people have made some progress, but not mature. There are still some problems and shortcomings, such as wide band gap, only response to ultraviolet light, easy recombination of electrons and holes, and so on. In this thesis, mesoporous titania nanomaterials were prepared and modified to restrain the photogeneration of electrons and holes. In order to improve the photocatalytic activity of titanium dioxide, the specific research contents are as follows: 1. Using tetrabutyl titanate as titanium source and silicon dioxide as template, mesoporous rutile phase titania was prepared by hydrothermal method. The effect of Ag doping on the photocatalytic performance of mesoporous TiO2 was studied. In a certain range, the photocatalytic activity of mesoporous TiO2 will be enhanced with the increase of Ag doping content. When Ag doping amount is 5%, this is because Ag can produce plasmon resonance effect and restrain the combination of photogenerated electrons and holes. Therefore, the photocatalytic properties of mesoporous TiO2 were enhanced, and when the Ag doping amount was more than 5%, with the increase of Ag doping amount, the photocatalytic activity of mesoporous TiO2 was increased. The photocatalytic activity of mesoporous TiO2 will be weakened because the agglomeration of Ag nanoparticles in the photodeposition process blocks the channel of mesoporous TiO2. As a result, the photocatalytic activity of TIO _ 2 was reduced by hydrothermal method. The W _ 6 doping of mesoporous TIO _ 2 prepared by hydrothermal template increased the specific surface area and pore volume of TiO2. The large specific surface area of W6 doped mesoporous titanium dioxide provides more active sites for the adsorption of reactants, thus improving its photocatalytic performance. The absorption edge of W _ 6 doped TIO _ 2 is red-shifted, and the absorption of W _ 6 doped TIO _ 2 is enhanced at 200 ~ 400 nm. This shows that W6 doped titanium dioxide has good photocatalytic performance in UV region, and the photocatalytic performance of W6 doped titanium dioxide is superior to that of titanium dioxide under simulated solar light. This is because the doping of W6 can improve the separation efficiency of titanium dioxide, thus improving the photocatalytic activity of titanium dioxide. 3, based on commercial titanium dioxide P25. W-TiO2 doped with W6 was prepared by hydrothermal method and Au/TiO2 was prepared by photodeposition. Au / W-TiO _ 2 was prepared by hydrothermal method and photodeposition. Due to the plasmon resonance effect of au nanoparticles. Au/TiO2 and Au/W-TiO2 deposited au nanoparticles have a strong absorption band in the visible region. The results show that the deposition of noble metal au expands the response of TIO _ 2 to visible light. Compared with the undoped TiO2, the TiO2 doped with W _ 6 can promote the high efficiency quenching of fluorescence. This is because the photogenerated electrons in the TiO2 band can be captured by W6 in the solid solution, which inhibits the combination of photogenerated electrons and holes. The photocatalytic degradation rate of noble metal au nanoparticles deposited on W-TiO2 was significantly higher than that of TiO2W-TiO2 and Au/TiO2. This is mainly due to the synergism of doped W 6 and deposited au nanoparticles.
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O643.36

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;日本市场二氧化钛供不应求[J];氯碱工业;2000年10期

2 ;英成功从二氧化钛直接提取钛[J];氯碱工业;2000年12期

3 ;2000年世界二氧化钛供应趋紧[J];天津化工;2000年02期

4 ;二氧化钛的制备[J];无机盐工业;2001年01期

5 吴永庆;二氧化钛的制造[J];化学世界;1956年12期

6 丁宝桐;;日本二氧化钛提价[J];无机盐工业;1983年03期

7 丁宝桐;我国急于想进口二氧化钛[J];无机盐工业;1985年03期

8 张焕臻;泰国将建成一座二氧化钛厂[J];有色冶炼;1986年06期

9 陆山南;;世界二氧化钛的生产厂家简介[J];中国涂料;1987年03期

10 ;黑色氧化钛粉末的制备[J];无机盐工业;1995年04期

相关会议论文 前10条

1 王乐飞;杨志宁;张昭;;超声洗涤水合二氧化钛的研究[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年

2 林海;胡永平;;超细非金属矿物颗粒表面包覆二氧化钛膜的机理[A];中国颗粒学会2002年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议论文集[C];2002年

3 姚礼峰;邓江峰;沈强;张联盟;;厚度可控的二氧化钛中空微球的制备[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年

4 王艳丽;王佳;卢琼;陈欣欣;张海娇;焦正;;纳米二氧化钛的表面荧光修饰及应用[A];中国化学会第26届学术年会化学生物分会场论文集[C];2008年

5 孙庆文;林原;;快速制备具有颗粒填充的二氧化钛管阵列应用于高效染料敏化太阳能电池[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年

6 雷万华;王雪松;张宝文;;抗坏血酸表面修饰的二氧化钛纳米颗粒的光动力活性研究[A];中国化学会第27届学术年会第12分会场摘要集[C];2010年

7 张学军;张雅心;莫瑶;;介孔碳/二氧化钛复合材料的制备[A];第22届炭—石墨材料学术会论文集[C];2010年

8 王远;刘卫军;谢峥;桂琳琳;唐有祺;;光诱导超亲水性氧化钛复合膜的研究[A];2000'全国光催化学术会议论文集[C];2000年

9 马跃东;;晶型、粒径及复合比例可控的纳米二氧化钛制备技术及应用[A];建设小康与高技术产业化——中国科协2003年学术年会第35分会场论文集[C];2003年

10 黄朝章;崔超;李佳;胡斌;;新型氧化钛中空膜的合成、表征及其在痕量元素分析中的应用[A];中国化学会第26届学术年会分析化学分会场论文集[C];2008年

相关重要报纸文章 前10条

1 张海波;日本市场二氧化钛供不应求[N];中国化工报;2000年

2 文欣;世界二氧化钛市场恢复性增长[N];中国化工报;2003年

3 肖化;全球二氧化钛市场需求强劲[N];中国化工报;2004年

4 ;2004年二氧化钛市场将出现强劲反弹[N];中国石油报;2003年

5 飘尘;2006年世界二氧化钛需求平稳[N];中国有色金属报;2006年

6 李港;全球二氧化钛货紧价升[N];国际商报;2003年

7 中塑;亚洲塑料用二氧化钛需求增长最快[N];国际商报;2003年

8 张海波;日本拟提高氧化钛出口价格[N];国际经贸消息;2002年

9 饶兴鹤;全球二氧化钛市场炙手可热[N];中国化工报;2006年

10 王军;全球二氧化钛市场需求年增速2%-3%[N];广东建设报;2007年

相关博士学位论文 前10条

1 华浩;基于二氧化钛团聚球的异质结纳米材料的合成及催化研究[D];重庆大学;2015年

2 蔡宁宁;氧化钛纤维的制备及其负载微纳米晶的研究[D];山东大学;2015年

3 张晓凡;TiO_2基纳米材料的制备及其光电催化性能的研究[D];华中科技大学;2015年

4 刘旭;单分散性二氧化钛纳米粒子的制备、组装及性质研究[D];吉林大学;2016年

5 李亚斌;沙柳纤维素/二氧化钛复合材料的制备及性能研究[D];内蒙古农业大学;2015年

6 邹晓新;多孔二氧化钛材料的制备、微结构调控及性能研究[D];吉林大学;2011年

7 王万丽;氮氧化钛制备及其在氧电极中应用研究[D];上海交通大学;2012年

8 和东亮;掺杂改性的二氧化钛纳米材料的光催化性能研究[D];吉林大学;2008年

9 罗燕;基于天然纤维素物质的二氧化钛纳米复合材料的制备及性质研究[D];浙江大学;2015年

10 杨颖;工业钛液制备铁掺杂硫酸化多孔二氧化钛及其机理研究[D];成都理工大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 贺天成;纳米二氧化钛复合材料的制备及其性能研究[D];燕山大学;2015年

2 刘大伟;二氧化钛包覆云母氧化铁颜料的制备及其性能研究[D];中国地质大学(北京);2015年

3 邓琴;氟改性纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究[D];四川农业大学;2015年

4 尤会敏;酞菁敏化二氧化钛的制备及其光催化性能研究[D];浙江理工大学;2016年

5 肖秋实;空心镍锌铁氧体/二氧化钛/聚苯胺复合物的设计构筑及其对染料废水的处理[D];浙江师范大学;2013年

6 王瑶;银掺杂多孔二氧化钛的制备、表征和光催化性能的研究[D];中北大学;2016年

7 朱亚娟;氧化纤维素负载敏化二氧化钛的制备与性能研究[D];浙江理工大学;2016年

8 李明明;介孔纳米二氧化钛的制备及其光催化活性[D];遵义医学院;2016年

9 陈仕强;一维二氧化钛纳米材料的制备、改性及性能研究[D];湖北工业大学;2016年

10 张乐;二氧化钛包覆钯中空磁性纳米催化剂的制备及应用[D];兰州大学;2016年



本文编号:1402121

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/1402121.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a6487***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com