氧化钛/电气石溶胶与多孔陶瓷涂层的制备及其光催化性能研究
发布时间：2021-05-23 04:21
发展光催化技术可有效应对化石能源枯竭和环境污染问题。在诸多光催化材料中,半导体TiO2具有活性高、成本低、无二次污染等优势,是一种降解有机污染物的环境友好型绿色材料。将TiO2负载在陶瓷砖上得到自清洁功能陶瓷,在环保领域有广阔的发展前景。陶瓷表面可利用TiO2光降解作用达到净化空气、杀菌目的。但TiO2涂层的光量子效率较低、仅响应紫外光等缺点阻碍了自清洁陶瓷的应用。因此,调控TiO2结构,扩宽其光响应范围,开发高效的TiO2涂层对推进自清洁陶瓷的应用具有重要理论意义和实用价值。基于此目的,采用天然电气石与TiO2进行复合,利用电气石自发极化电场,提高TiO2的光催化活性,以制备高活性的自清洁陶瓷。本论文以钛酸丁酯为钛源,以含有异丙醇、冰乙酸的水溶液为溶剂,调节p H约为2,采用溶胶-凝胶法制备了稳定的单组份纳米TiO2和双组分电气石-TiO2溶胶。以多孔陶瓷砖为基体,采...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 自清洁陶瓷的研究背景及现状
1.2 纳米TiO_2光催化机理及应用
1.2.1 纳米TiO_2光催化机理
1.2.2 纳米TiO_2光催化技术的应用
1.3 纳米TiO_2光催化性能的提高
1.3.1 非金属掺杂
1.3.2 金属掺杂
1.3.3 金属-非金属共掺杂
1.3.4 染料敏化
1.3.5 半导体复合
1.3.6 粘土矿物复合
1.4 电气石的特性与开发利用现状
1.4.1 电气石的基本特性
1.4.2 电气石矿物材料的特性
1.4.3 电气石的应用
1.4.4 电气石复合光催化剂的研究现状
1.5 TiO_2自清洁陶瓷制备工艺
1.5.1 沉积方法
1.5.2 热处理
1.6 TiO_2自清洁陶瓷性能评价
1.6.1 瓷砖表面TiO_2涂层的附着力
1.6.2 陶瓷砖的外观
1.6.3 瓷砖涂层的光催化性能
1.7 本文研究目的及研究内容
1.7.1 研究目的
1.7.2 研究内容
1.7.3 创新点
2 实验部分
2.1 药品与仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器与设备
2.2 测试和表征
2.2.1 X射线衍射分析
2.2.2 扫描电镜
2.2.3 光致发光光谱
2.2.4 傅里叶红外光谱分析
2.2.5 紫外-可见漫反射光谱
2.2.6 比表面积及孔结构
2.3 TiO_2陶瓷涂层光催化性能表征
3 TiO_2自洁陶瓷涂层的制备与光催化性能研究
3.1 引言
3.2 材料制备与表征
3.2.1 基体材料的预处理
3.2.2 TiO_2溶胶的制备
3.2.3 TiO_2自洁陶瓷涂层及粉体的制备
3.2.4 TiO_2自清洁陶瓷空气净化效果检测
3.3 结果与讨论
3.3.1 不同热处理温度TiO_2粉体表征
3.3.2 不同热处理时间TiO_2粉体表征
3.3.3 TiO_2自洁陶瓷涂层的光催化性能
3.3.4 TiO_2自洁陶瓷涂层的光催化活性稳定性
3.3.5 TiO_2自洁陶瓷涂层空气净化效果
3.4 本章小结
4 纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的制备及光催化性能研究
4.1 前言
4.2 材料制备与表征
4.2.1 材料的制备
4.2.2 电气石-TiO_2光催化剂的光催化性能表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD表征
4.3.2 SEM表征
4.3.3 FT-IR表征
4.3.4 BET表征
4.3.5 紫外-可见漫反射光谱
4.3.6 光致发光光谱
4.3.7 电气石-TiO_2复合材料光催化性能研究
4.3.8 电气石-TiO_2复合自洁陶瓷涂层的光催化性能研究
4.3.9 涂层对陶瓷基体吸湿性能的影响
4.3.10 电气石提高TiO_2光催化效率的机理研究
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
个人简历、在校期间发表的学术论文及研究成果
致谢
本文编号：3202274
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 自清洁陶瓷的研究背景及现状
1.2 纳米TiO_2光催化机理及应用
1.2.1 纳米TiO_2光催化机理
1.2.2 纳米TiO_2光催化技术的应用
1.3 纳米TiO_2光催化性能的提高
1.3.1 非金属掺杂
1.3.2 金属掺杂
1.3.3 金属-非金属共掺杂
1.3.4 染料敏化
1.3.5 半导体复合
1.3.6 粘土矿物复合
1.4 电气石的特性与开发利用现状
1.4.1 电气石的基本特性
1.4.2 电气石矿物材料的特性
1.4.3 电气石的应用
1.4.4 电气石复合光催化剂的研究现状
1.5 TiO_2自清洁陶瓷制备工艺
1.5.1 沉积方法
1.5.2 热处理
1.6 TiO_2自清洁陶瓷性能评价
1.6.1 瓷砖表面TiO_2涂层的附着力
1.6.2 陶瓷砖的外观
1.6.3 瓷砖涂层的光催化性能
1.7 本文研究目的及研究内容
1.7.1 研究目的
1.7.2 研究内容
1.7.3 创新点
2 实验部分
2.1 药品与仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器与设备
2.2 测试和表征
2.2.1 X射线衍射分析
2.2.2 扫描电镜
2.2.3 光致发光光谱
2.2.4 傅里叶红外光谱分析
2.2.5 紫外-可见漫反射光谱
2.2.6 比表面积及孔结构
2.3 TiO_2陶瓷涂层光催化性能表征
3 TiO_2自洁陶瓷涂层的制备与光催化性能研究
3.1 引言
3.2 材料制备与表征
3.2.1 基体材料的预处理
3.2.2 TiO_2溶胶的制备
3.2.3 TiO_2自洁陶瓷涂层及粉体的制备
3.2.4 TiO_2自清洁陶瓷空气净化效果检测
3.3 结果与讨论
3.3.1 不同热处理温度TiO_2粉体表征
3.3.2 不同热处理时间TiO_2粉体表征
3.3.3 TiO_2自洁陶瓷涂层的光催化性能
3.3.4 TiO_2自洁陶瓷涂层的光催化活性稳定性
3.3.5 TiO_2自洁陶瓷涂层空气净化效果
3.4 本章小结
4 纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的制备及光催化性能研究
4.1 前言
4.2 材料制备与表征
4.2.1 材料的制备
4.2.2 电气石-TiO_2光催化剂的光催化性能表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD表征
4.3.2 SEM表征
4.3.3 FT-IR表征
4.3.4 BET表征
4.3.5 紫外-可见漫反射光谱
4.3.6 光致发光光谱
4.3.7 电气石-TiO_2复合材料光催化性能研究
4.3.8 电气石-TiO_2复合自洁陶瓷涂层的光催化性能研究
4.3.9 涂层对陶瓷基体吸湿性能的影响
4.3.10 电气石提高TiO_2光催化效率的机理研究
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
个人简历、在校期间发表的学术论文及研究成果
致谢
本文编号：3202274
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3202274.html
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