卟啉/二氧化钛共组装体的制备及其光催化应用

发布时间：2022-01-03 09:32

　　太阳能的开发与利用是解决人类社会发展面临的能源与环境问题的有效途径。氢气能源具有较高热值、含量丰富、燃烧无污染等优点,因此,将太阳能转化为氢能进行储存与利用,被越来越多的人关注。二氧化钛作为一种半导体催化剂,具有较高的光生电子和空穴的能力,以及良好的电子流动性,被广泛应用于光催化产氢实验中,但是因其较高的能带宽度,导致其只对紫外光部分有响应,大大降低了可见光利用率。卟啉类化合物是一种重要的可见光光敏剂,分子含有大环共轭结构,对可见光具有较高的吸收能力。如何将二氧化钛和卟啉有机的复合在一起,协同利用卟啉分子的吸光性和二氧化钛的电子传输能力,开发稳定的高性能可见光光解水催化剂成为研究的热点。目前为止,卟啉和二氧化钛的复合材料虽然被广为研究,但是多以表面吸附或者核壳结构为主。表面吸附结构一般是由二氧化钛切片在卟啉的有机溶液中浸泡得到,这种结构的卟啉与二氧化钛结合极为不牢固,而且卟啉二氧化钛的接触面积有限;核壳结构虽然克服了卟啉二氧化钛的结合问题,但是仍然存在接触面积有限的问题,导致卟啉分子产生的光生电子和空穴不能被及时有效的传输给二氧化钛进行利用,增加了光生电子和空穴的复合几率,限制了复合材... 

【文章来源】：河南大学河南省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 二氧化钛及其复合材料
        1.1.1 二氧化钛及其复合材料的研究概况
        1.1.2 二氧化钛复合材料的种类及应用
        1.1.3 二氧化钛负载光敏剂的应用与限制
    1.2 卟啉及其组装体
        1.2.1 卟啉及其组装体的研究概况
        1.2.2 卟啉及其组装体的应用
    1.3 卟啉/二氧化钛复合材料的研究进展
    1.4 本论文的研究内容及意义
    参考文献
2 四（羟基苯基） 卟啉/二氧化钛共组装纳米材料的制备及光催化应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂
        2.2.2 测试仪器
        2.2.3 实验步骤
        2.2.4 光催化实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 一锅法制备T679/TiO_2共组装体的形貌表征
        2.3.2 蠕动泵注入法制备T679/TiO_2共组装体的形貌表征
        2.3.3 水热前后催化剂的XRD图谱分析
        2.3.4 水热后T679/TiO_2共组装球的HRTEM图像
        2.3.5 T679/TiO_2共组装球的SEM元素分析
        2.3.6 碱洗前后共组装球的形貌、比表面及紫外-可见吸收对比
        2.3.7 不同结构T679/TiO_2共组装体的可控合成
    2.4 不同结构催化剂的光催化性能测试
        2.4.1 不同结构催化剂的光催化降解测试
        2.4.2 不同结构催化剂的光催化产氢测试
    2.5 不同结构催化剂的产氢机理分析
    2.6 本章小结
    参考文献
3 不同种类卟啉/二氧化钛共组装体系的合成、表征及光催化应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂
        3.2.2 测试仪器
        3.2.3 实验步骤
        3.2.4 光催化实验
    3.3 结果与表征
        3.3.1 不同种卟啉与二氧化钛组装形貌分析
        3.3.2 不同种卟啉与二氧化钛组装红外光谱测试
        3.3.3 不同种卟啉与二氧化钛组装结果的紫外-可见吸收测试
        3.3.4 不同种卟啉与二氧化钛组装结果的XRD测试
        3.3.5 不同种卟啉与二氧化钛组装结果的光催化降解测试
        3.3.6 不同种卟啉与二氧化钛组装结果的光催化产氢测试
    3.4 本章小结
    参考文献
4 总结与展望
    4.1 工作总结
    4.2 问题与展望
        4.2.1 存在的问题
        4.2.2 展望
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Upconversion emission enhancement of TiO2 coated lanthanide-doped Y2O3 nanoparticles[J]. 吕强,赵连城,国凤云,李美成.  Chinese Physics B. 2009(09)



本文编号：3566030