BiOBr/TiO 2 异质结纳米材料的制备及光催化性能研究

发布时间：2022-01-05 04:17

　　作为目前应用最广泛的光催化剂,TiO₂具有相对较大的禁带宽度（约为3.2eV）,只有能量较高的紫外光才能被其利用,然而太阳光中紫外光的成分仅仅只有3%-5%,太阳能利用率低;光生电子和空穴的高复合率导致其量子效率相对较低,进一步抑制了TiO₂的光催化活性。对TiO₂进行改性和掺杂,提高太阳能利用率和量子效率,或者寻找和发展更为高效的新型光催化剂是光催化领域发展的大趋势。本研究以钛白粉和10mol/L的NaOH溶液为原料,180℃水热48h后经盐酸浸泡制备钛酸纳米带,然后将样品在一定浓度的硫酸溶液中进行二次水热反应,实现对纳米带的刻蚀。本研究考察了酸刻蚀过程对材料晶型、形貌、比表面积及光催化降解甲基橙的影响。以经酸刻蚀的TiO₂纳米带为前驱物,常温下采用原位沉淀法成功制备出可见光响应BiOBr/TiO₂异质结纳米材料,利用X射线衍射、场发射扫描电镜、场发射透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射以及荧光光谱等多种测试手段对所制备的催化剂进行了表征分析。为了得到相对较好的... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 TiO_2纳米带研究概述
    1.2 TiO_2纳米带的制备方法
        1.2.1 水热合成法
        1.2.2 电化学法
        1.2.3 模板合成法
        1.2.4 静电纺丝技术
        1.2.5 其他方法
    1.3 TiO_2纳米带改性研究
        1.3.1 半导体复合
        1.3.2 贵金属沉积
        1.3.3 金属掺杂或非金属元素掺杂
    1.4 本课题研究思路
第二章 实验技术路线和分析方法
    2.1 实验技术路线和内容
    2.2 实验试剂和仪器
        2.2.1 实验药品及试剂
        2.2.2 实验仪器和设备
    2.3 材料制备
        2.3.1 前驱物TiO_2纳米带粉体的合成
        2.3.2 BiOBr/TiO_2异质结纳米材料的制备
    2.4 材料表征方法
        2.4.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.4.2 场发射扫面电镜(FE-SEM)
        2.4.3 场发射透射电镜(TEM)
        2.4.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.4.5 比表面积分析(BET)
        2.4.6 紫外-可见漫反射光谱分析(Uv-Vis DRS)
        2.4.7 荧光光谱分析(PL)
    2.5 光催化性能评价方法
第三章 TiO_2纳米带的制备和表征
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验原料及试剂
        3.1.2 实验仪器与设备
        3.1.3 TiO_2纳米带的合成
    3.2 TiO_2纳米带的表征与分析
        3.2.1 扫描电子显微镜(SEM)表征结果分析
        3.2.2 X射线衍射(XRD)表征结果与分析
        3.2.3 比表面积（BET）测试结果分析
        3.2.4 X射线光电子能谱(XPS)测试结果与分析
        3.2.5 紫外-可见漫反射光谱（Uv-Vis DRS）结果分析
        3.2.6 荧光光谱(PL)分析
    3.3 TiO_2纳米带光催化活性分析
    3.4 本章小结
第四章 BiOBr/TiO_2异质结的制备、催化活性和稳定性研究
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验原料及仪器
        4.1.2 实验仪器和设备
        4.1.3 BiOBr/TiO_2异质结纳米材料的制备
    4.2 材料表征与分析
        4.2.1 扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)表征结果分析
        4.2.2 X射线衍射(XRD)表征结果与分析
        4.2.3 X射线光电子能谱(XPS)测试结果与分析
        4.2.4 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)&荧光光谱分析(PL)
    4.3 光催化性能及催化稳定性分析结果与讨论
    4.4 光催化机理
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文和参加科研情况
致谢



本文编号：3569708