钛铌酸盐纳米片的改性及其作为光催化材料载体的应用
本文选题：氮掺杂 + 钛铌酸纳米片 ； 参考：《安徽理工大学》2017年硕士论文
【摘要】：本文通过对高温固相法合成的层状钛铌酸钾(KTiNbO5)进行掺杂、酸化及剥离改性,成功制备出了氮掺杂的钛铌酸纳米片(N-HTiNbO5-NS)聚集体。通过可见光照射下降解亚甲基蓝的实验来探讨改性后材料的光催化活性。以氮掺杂的钛铌酸纳米片为载体,与两种具有催化活性的过渡金属氧化物MOx(M=Zn,Fe)复合,分别构建两种复合光催化材料,并通过光催化吸附和降解乙硫醇为探针实验探究了催化剂的光催化性能。通过多种分析测试手段,如X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附、紫外-可见光漫反射(UV-visDRS)、激光拉曼光谱(LRS)、X-射线光电子能谱(XPS)以及热分析(TG-DSC)等对催化剂的结构及物理化学性能进行表征,并用光催化降解亚甲基蓝(MB)实验初步分析掺杂的钛铌酸纳米片的催化性能,利用气相色谱对复合催化剂材料吸附和催化降解乙硫醇(EM)反应的能力进行评价。研究结果表明,采用高温固相法成功制备了层状KTiNbO5,掺杂的氮以取代和填隙的形式存在于材料的晶格中,但是掺杂反应并没有改变材料的层状结构。氮元素的引入使得催化剂材料的能带结构发生改变,使得其带隙变窄。质子交换、剥离和酸沉积改性之后,形成的氮掺杂钛铌酸纳米片(N-HTiNbO5-NS)聚集体呈现片状纳米片堆积结构,材料的比表面积明显提高。在光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验中,所制备的N-HTiNbO5-NS复合材料显示出相对较强的光催化活性,这可能归因于比表面积和带隙能变化的共同作用。由复合改性的方法制备的MOx/N-HTiNbO5-NS(M=Zn,Fe)复合材料,依然保持着堆积纳米片的结构,氧化物纳米粒子均匀分散在纳米片表面。复合材料显示了一个较前躯体更大的比表面积和孔容,这可能是由于纳米粒子粒径较小本身具有较大表面积、以及纳米片夹杂着纳米粒子重新堆叠形成较大孔径。MOx/N-HTiNbO5-NS复合材料显示出较好的可见光响应能力,掺杂及复合改性之后产生新的能带结构使复合材料的带隙能降低。在吸附和催化降解乙硫醇的反应中,复合材料显示出优异的活性。由于氧化物粒子的量子尺寸效应以及其与纳米片载体间的协同效应,使得复合材料在可见光照射下具备脱除乙硫醇的能力。金属氧化物与层状纳米片复合材料的构建,为合成新型光催化脱硫材料提供了一种可行的思路。
[Abstract]:N - HTiNbO5 - NS composites were synthesized by high - temperature solid - phase method . The results showed that the N - HTiNbO5 - NS composite prepared by the method of composite modification showed a relatively strong photocatalytic activity . The results showed that the N - HTiNbO5 - NS composite prepared by composite modification showed a relatively strong photocatalytic activity .
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O643.36
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 陆必志,陈振兴,黄巧萍,刘辉;纳米片状铝粉的制备及其发展动态[J];粉末冶金工业;2004年02期
2 曾乐勇;王维彪;梁静秋;夏玉学;雷达;赵海峰;;碳纤维衬底上定向碳纳米片阵列的制备[J];功能材料与器件学报;2008年03期
3 母建林;刘颖;王辉;叶金文;文晓刚;谷林;;微波法合成金纳米片[J];化工新型材料;2010年07期
4 高凌云;;单原子层纳米片新技术[J];现代物理知识;2011年02期
5 唐春娟;杨慧琴;张永胜;苏剑峰;;铋纳米线和纳米片的制备[J];材料研究学报;2011年03期
6 龙丽珍;谢亚;黄小林;刘新利;王世良;贺跃辉;赵中伟;;氧化铝纳米片的气相合成及其力学性能[J];粉末冶金材料科学与工程;2011年06期
7 任兰正;王金秀;孙开莲;;羟基离子液体中单晶金纳米片的制备与表征(英文)[J];材料科学与工程学报;2012年03期
8 高烨;王晓菊;边江鱼;;氢氧化镁纳米片的合成及其润滑性能的研究[J];分子科学学报;2012年04期
9 莫博;阚彩侠;柯善林;从博;徐丽红;;银纳米片的研究进展[J];物理化学学报;2012年11期
10 张好成;刘培香;;二硫化钼纳米片功函数相关研究获进展[J];功能材料信息;2013年04期
相关会议论文 前10条
1 杨晓华;杨化桂;李春忠;;{001}晶面主导的锐钛二氧化钛纳米片的热稳定性研究[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
2 杨晓晶;;无机纳米片的制备和再配列的进展[A];中国化学会第26届学术年会无机与配位化学分会场论文集[C];2008年
3 刘德宇;叶泽中;林海昕;任斌;田中群;;铜纳米片及其复杂合金纳米结构的合成及应用[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
4 张东阳;丁书江;Xiong Wen(David)Lou;;二硫化钼纳米片复合材料的制备及其锂离子存储性能[A];中国化学会第28届学术年会第5分会场摘要集[C];2012年
5 虞梦娜;杜祝祝;林进义;解令海;黄维;;萘酰亚胺基有机纳米片的二维生长和纳米复合[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第33分会：纳米材料合成与组装[C];2014年
6 崔聪颖;成英文;李文静;邱翠翠;马厚义;;金纳米片的刻蚀过程及其腐蚀机理[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年
7 张桥;;银纳米片的胶体合成[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第26分会：胶体与界面[C];2014年
8 陈圆;丁欢欢;刘天晴;;层状液晶中金属纳米片的制备[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第26分会：胶体与界面[C];2014年
9 杨海丽;刘益江;周鹏;王启光;梁福鑫;杨振忠;;响应性聚合物/无机复合Janus纳米片的制备及其性能研究[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题J：高分子复合体系[C];2013年
10 陈小兰;师赛鸽;黄艺专;陈美;汤少恒;莫世广;郑南峰;;不同表面修饰对钯纳米片活体行为的影响[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第05分会：无机化学[C];2014年
相关重要报纸文章 前2条
1 记者 刘霞;科学家利用超薄沸石纳米片造出高效催化剂[N];科技日报;2012年
2 冯卫东;新型透明塑料薄如纸硬如钢[N];科技日报;2007年
相关博士学位论文 前10条
1 蒋金刚;层状分子筛的层间修饰与结构解析[D];华东师范大学;2015年
2 郭琬;铋系氧酸盐的形貌调控及其光催化性能研究[D];东北师范大学;2015年
3 张文东;BiOBr和C_3N_4的制备、表征及可见光催化氧化罗丹明B性能研究[D];重庆大学;2015年
4 尹莉;氧化钨纳米片与石墨烯基多级复合纳米材料的构筑与气敏性能研究[D];郑州大学;2015年
5 李秀万;氧化锰电极的纳米结构设计、制备及其储锂性能研究[D];兰州大学;2015年
6 刘飞;氮化硼基纳米材料与薄膜的催化剂辅助生长及其性能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 李蓓蓓;富含{001}晶面二氧化钛光催化剂的可控制备及性能研究[D];大连理工大学;2015年
8 朱金保;3d过渡金属氧化物超薄纳米片的合成及其储能性质研究[D];中国科学技术大学;2013年
9 钱红梅;金属、半导体纳米片的调控合成、组装及光电性能研究[D];北京理工大学;2015年
10 胡晨晖;基于层状铌酸钾和α-磷酸锆的光降解和烯烃环氧化催化剂研究[D];南京大学;2013年
相关硕士学位论文 前10条
1 李涛;基于氧化钨纳米片多级复合纳米结构的制备与光催化性能研究[D];郑州大学;2012年
2 邹浩琳;功能化石墨烯与二硫化钼纳米片的制备及其在电化学传感器中的应用[D];西南大学;2015年
3 李帮林;二维与零维二硫化钼纳米材料的制备及生物传感应用研究[D];西南大学;2015年
4 胡连仁;二硫化钼（MoS_2）基复合纳米材料的制备及其电化学储锂性能研究[D];郑州大学;2015年
5 王楠;超临界二氧化碳辅助构筑的乳液环境中制备二维层状材料及其功能化应用研究[D];郑州大学;2015年
6 韩美胜;球磨法制备六方氮化硼纳米片的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 吴敢敢;石墨烯（石墨纳米片）/环氧树脂船用涂料防腐性能的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
8 邹志娟;共轭分子/二氧化钛复合材料的结构设计与催化性质[D];哈尔滨工业大学;2015年
9 何亚飞;二维纳米钼化合物及其功能复合材料的制备与性能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
10 孙亚健;二维层状Ti_3C_2纳米片的液相剥离及在LIBs中的充放电特性[D];哈尔滨工业大学;2015年
，本文编号：1865724
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/1865724.html
