甲壳素改性TiO 2 /碳纤维复合材料制备及光催化性能研究
发布时间：2021-11-24 22:43
为提高二氧化钛在可见光下光催化性能及其在载体表面的分散性,充分发挥二氧化钛与载体材料的协同效应,本论文使用钛酸四丁酯（TBT）作为前驱体,甲壳素（Chitin）为改性剂,具有良好柔韧性、导电性和化学稳定性的碳纤维（CF）为载体,采用水热法合成制备甲壳素改性TiO2/CF复合材料（CTC）,并研究了分别添加氧化石墨烯和二硫化钼对甲壳素改性TiO2/CF复合材料微观结构及催化性能影响。本论文采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计、电化学工作站和X射线光电子能谱等现代测试方法表征了复合材料的物相组成、微观形貌、带隙及分子结构等特性。研究结果表明,甲壳素改性TiO2/CF复合材料、甲壳素改性TiO2/GO/CF复合材料、甲壳素改性TiO2/MoS2/CF复合材料通过水热法成功地被制备。甲壳素的改性和吸附使其带隙由3.08 eV减小为2.70 eV。光催化研究表明,甲壳素改性TiO2/CF复合材料中样品T/CF-C-0.6的降...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TiO2光催化机理Fig.1-1.PhotocatalyticmechanismofTiO2
中国地质大学（北京）硕士学位论文3化学成分为TiO2，含Ti量在60%以上，同时也可能含有Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等金属和稀土元素（胡永平，1999）。板钛矿型矿物化学成分也为TiO2，但是含Ti量为59.95%，莫氏硬度为5.6~6，密度为3.9-4.1g/cm3（邹云玲，2015）。一般而言可以作为催化剂是锐钛矿相TiO2，由于锐钛矿相TiO2光催化活性要比金红石型优异（Wang，2011）。因为锐钛矿相TiO2表面含有的羟基官能团数量要高于金红石型TiO2，其表面的这些羟基官能团能够捕获空穴而产生·O2-和吸收O2及有机物质。另外锐钛矿型二氧化钛的(101)晶面与一些被降解的有机污染物具有对称结构，因此可以有效的将这些有机污染物吸附在表面。图1-2TiO2晶体图(a)金红石型；(b)锐钛矿型；(c)板钛矿型（Mo，1995）Fig.1-2.ThecrystalstructureofTiO2(a)Rutile;(b)Anatase;(c)Brookite1.2.3二氧化钛的电子结构一般情况下实验所制备的TiO2光催化材料，化学比会产生一定数量的偏离，由于产生了一部分氧离子空位，会产生较宽禁带宽度范围。锐钛矿型TiO2的带隙为3.2eV，其被波长不大于400nm的光子辐射后吸收一些能量，由于能量的作用价带轨道上的一些电子就会被激发从而迁移到导带上而带有负电荷的电子。与此同时会相应的价带上产生带相反电荷的光生空穴，载流子的产生使得纳米TiO2材料在很多方面的应用成为可能。1.2.4二氧化钛能带结构的理论计算理论计算结果表明TiO2是宽禁带半导体（Jiang，2013），其能量带结构沿布里深渊程高度对称结构，3d轨道分成两个子层空轨道eg和t2g。电子通常只占
N/V共掺杂2×2×1的TiO2超胞结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2光催化净化城市隧道中NOx的行为及经济性[J]. 潘华,陈雪松,王莉,梅瑜,徐冬梅. 中国环境科学. 2019(01)
[2]二氧化钛光催化剂研究进展[J]. 张婷,闫学亚,袁海芳,刘丽娜. 山西化工. 2018(05)
[3]光纤负载g-C3N4/TiO2薄膜催化剂的制备及其降解间二甲苯性能研究[J]. 杨芷,刘修平,项文睿,罗敏,杨雨昕,郭伊荇. 分子科学学报. 2018(03)
[4]TiO2光催化剂负载改性和掺杂改性的方法综述[J]. 张伟,庞月森. 湖南城市学院学报(自然科学版). 2017(02)
[5]火焰化学气相沉积法制备多晶纳米二氧化钛及其在气体净化中的应用[J]. 谢洪勇,马长文,孙志国,高桂兰,邴乃慈,田震,朱路平,汪玲玲,杨丹丹,陈胜文. 上海第二工业大学学报. 2014(01)
[6]掺氮二氧化钛的制备方法研究进展[J]. 王精志,施文健,顾海欣,吴薇. 材料导报. 2013(15)
[7]以玻璃珠为载体的负载型二氧化钛的制备及光催化活性研究[J]. 赵静. 山东化工. 2011(08)
[8]CdS量子点敏化TiO2薄膜电极的制备和光电化学性能（英文）[J]. 周婧,赵高凌,臧金鑫,宋斌,李红,韩高荣. 硅酸盐学报. 2011(07)
[9]反相微乳液法制备负载型TiO2光催化剂[J]. 黄静,薛茹君,李丽,张洪流,代新营. 安徽理工大学学报(自然科学版). 2010(04)
[10]负载型纳米TiO2负载方法综述[J]. 丁虹,嵇雯雯,刘玉丽,李垚,陈善佳. 化工时刊. 2010(02)
博士论文
[1]基于板钛矿型TiO2的纳米光催化剂的制备及其光催化性能研究[D]. 邹云玲.天津大学 2016
[2]二氧化钛光催化、光敏化影响因素及机理研究[D]. 孙琼.浙江大学 2011
硕士论文
[1]碳纤维负载二氧化钛光催化材料的制备及其可见光活性研究[D]. 刘美玲.长春工业大学 2016
[2]纳米ZnO基光催化剂制备及光催化降解海洋石油污染研究[D]. 胡冬冬.大连海洋大学 2013
[3]碳纤维负载二氧化钛光催化复合材料的制备及其可见光催化活性[D]. 庞邦永.浙江理工大学 2011
本文编号：3516893
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TiO2光催化机理Fig.1-1.PhotocatalyticmechanismofTiO2
中国地质大学（北京）硕士学位论文3化学成分为TiO2，含Ti量在60%以上，同时也可能含有Fe、Nb、Ta、Cr、Sn等金属和稀土元素（胡永平，1999）。板钛矿型矿物化学成分也为TiO2，但是含Ti量为59.95%，莫氏硬度为5.6~6，密度为3.9-4.1g/cm3（邹云玲，2015）。一般而言可以作为催化剂是锐钛矿相TiO2，由于锐钛矿相TiO2光催化活性要比金红石型优异（Wang，2011）。因为锐钛矿相TiO2表面含有的羟基官能团数量要高于金红石型TiO2，其表面的这些羟基官能团能够捕获空穴而产生·O2-和吸收O2及有机物质。另外锐钛矿型二氧化钛的(101)晶面与一些被降解的有机污染物具有对称结构，因此可以有效的将这些有机污染物吸附在表面。图1-2TiO2晶体图(a)金红石型；(b)锐钛矿型；(c)板钛矿型（Mo，1995）Fig.1-2.ThecrystalstructureofTiO2(a)Rutile;(b)Anatase;(c)Brookite1.2.3二氧化钛的电子结构一般情况下实验所制备的TiO2光催化材料，化学比会产生一定数量的偏离，由于产生了一部分氧离子空位，会产生较宽禁带宽度范围。锐钛矿型TiO2的带隙为3.2eV，其被波长不大于400nm的光子辐射后吸收一些能量，由于能量的作用价带轨道上的一些电子就会被激发从而迁移到导带上而带有负电荷的电子。与此同时会相应的价带上产生带相反电荷的光生空穴，载流子的产生使得纳米TiO2材料在很多方面的应用成为可能。1.2.4二氧化钛能带结构的理论计算理论计算结果表明TiO2是宽禁带半导体（Jiang，2013），其能量带结构沿布里深渊程高度对称结构，3d轨道分成两个子层空轨道eg和t2g。电子通常只占
N/V共掺杂2×2×1的TiO2超胞结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2光催化净化城市隧道中NOx的行为及经济性[J]. 潘华,陈雪松,王莉,梅瑜,徐冬梅. 中国环境科学. 2019(01)
[2]二氧化钛光催化剂研究进展[J]. 张婷,闫学亚,袁海芳,刘丽娜. 山西化工. 2018(05)
[3]光纤负载g-C3N4/TiO2薄膜催化剂的制备及其降解间二甲苯性能研究[J]. 杨芷,刘修平,项文睿,罗敏,杨雨昕,郭伊荇. 分子科学学报. 2018(03)
[4]TiO2光催化剂负载改性和掺杂改性的方法综述[J]. 张伟,庞月森. 湖南城市学院学报(自然科学版). 2017(02)
[5]火焰化学气相沉积法制备多晶纳米二氧化钛及其在气体净化中的应用[J]. 谢洪勇,马长文,孙志国,高桂兰,邴乃慈,田震,朱路平,汪玲玲,杨丹丹,陈胜文. 上海第二工业大学学报. 2014(01)
[6]掺氮二氧化钛的制备方法研究进展[J]. 王精志,施文健,顾海欣,吴薇. 材料导报. 2013(15)
[7]以玻璃珠为载体的负载型二氧化钛的制备及光催化活性研究[J]. 赵静. 山东化工. 2011(08)
[8]CdS量子点敏化TiO2薄膜电极的制备和光电化学性能（英文）[J]. 周婧,赵高凌,臧金鑫,宋斌,李红,韩高荣. 硅酸盐学报. 2011(07)
[9]反相微乳液法制备负载型TiO2光催化剂[J]. 黄静,薛茹君,李丽,张洪流,代新营. 安徽理工大学学报(自然科学版). 2010(04)
[10]负载型纳米TiO2负载方法综述[J]. 丁虹,嵇雯雯,刘玉丽,李垚,陈善佳. 化工时刊. 2010(02)
博士论文
[1]基于板钛矿型TiO2的纳米光催化剂的制备及其光催化性能研究[D]. 邹云玲.天津大学 2016
[2]二氧化钛光催化、光敏化影响因素及机理研究[D]. 孙琼.浙江大学 2011
硕士论文
[1]碳纤维负载二氧化钛光催化材料的制备及其可见光活性研究[D]. 刘美玲.长春工业大学 2016
[2]纳米ZnO基光催化剂制备及光催化降解海洋石油污染研究[D]. 胡冬冬.大连海洋大学 2013
[3]碳纤维负载二氧化钛光催化复合材料的制备及其可见光催化活性[D]. 庞邦永.浙江理工大学 2011
本文编号：3516893
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