碳点掺杂二氧化钛中空微球的制备及性能研究

发布时间：2021-04-02 17:22

　　二氧化钛（Ti02）是一种n-型半导体材料,在室温下禁带宽度为3.2 eV。由于突出的光学性能、化学稳定性、环境友好性和高光催化活性等性能而成为解决世界环境和能源危机的最佳的候选材料。二氧化钛的光催化反应来源于其表面产生的光生空穴-电子对,因此对二氧化钛进行表面改性对于提高其光催化性能具有重要的意义。本论文采用二氧化钛中空微球的无模板制备方法并结合碳点的一步制备法,首次设计出利用水热法一步制备出碳点掺杂的二氧化钛中空微球。本文的主要工作如下:1.以四氯化钛和氟化铵为原料,通过一步水热法制备出了二氧化钛中空微球。其粒径尺寸在1.5μm左右,具备粒径均一、分散性好、无团聚、破损极少的特点。中空孔径在200 nm左右且微球壁为倒锥形的多孔结构。通过对实验变量的研究探究出在其最佳反应条件为:NH4F:TCl4摩尔比为4:1、反应温度为180 ℃、反应时间为9 h;2.探究了以不同原料为碳源一步水热法制备的碳点的上转换性能,发现以柠檬酸和乙二胺为原料制备的碳点具有最好的上转换性能。以四氯化钛、氟化铵、柠檬酸、乙二胺为原料,制备出碳点掺杂的二氧化钛中空微球,粒径在1.5μm左右,中空孔径在200 ... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１二氧化钛晶型示意图??Ｆｉｇ．１．１?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｄｉｏｘｉｄｅ??

并被公认为是光催化领域内最具潜力的半导体催化剂［＂７］。??ｊｗｉｍ??图１．１二氧化钛晶型示意图??Ｆｉｇ．１．１?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｉｔａｎｉｕｍ?ｄｉｏｘｉｄｅ??１??

１．１．３二氧化钛光催化机理??作为半导体材料，Ｔｉ０２的光催化性能取决于其禁带宽度ＡＥｇ，锐钛矿型１＾０２的??ＡＥｇ＝３．２?ｅＶ。如图１．２所示，在光照的条件下，能量大于或等于ＡＥｇ的光子可以在??Ｔｉ０２晶粒表面激发电子从价带激发跃迁至导带。这样，价带处形成了空穴ｈ＋而被激发??的电子形成了高活性电子ｅ－从而形成了空穴－电子对；在电场的作用下，空穴＿电子对??向晶粒表面迁移并分离，当到达晶粒表面后，作为强氧化剂的空穴可以氧化晶粒表面??吸附的物质，而电子会还原晶粒表面吸附的电子受体。锐钛矿型以０２光催化机理如图??１．?２所示。??１．１．４二氧化钛中空微球??由于Ｔｉ０２的光催化性能来源于其表面产生的??空穴－电子对陳化还原能力，ｍ的表面结构??在对其想彳後力麟响巾６据《錢麵??角色。对ｍ粒径进行表面修饰使其比表面积±曾??大会倾降低其密度、增大其对光的利用率从而??增加其光催化性能。丨ａｉ此，ｍ的麵修饰成为＾?Ｍ??了提高其光靴能加－触碰彳０。跡来，??半导体材關雜自于娜增加半导师關??表面性能而越来越受到研究者的关注？。因此

【参考文献】：
期刊论文
[1]磷钨酸钾模板法制备高活性二氧化钛空心微球（英文）[J]. 蓝俊峰,伍晓锋,吕康乐,司玲玲,邓克俭.  催化学报. 2015(12)



本文编号：3115653