可见光响应型改性纳米光催化剂的制备及其光催化活性研究
本文关键词：可见光响应型改性纳米光催化剂的制备及其光催化活性研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】： 半导体光催化氧化技术是一种新型的现代水处理技术。由于它能广泛地利用天然能源——太阳能,并具有能耗低、反应条件温和、操作简便、可减少二次污染等突出特点而日益受到重视,具有广阔的应用前景。近年来,半导体光催化诸如TiO2等光催化剂已成为光化学领域及环境保护领域中的研究热点之一,它在废水处理中的应用,已有许多文献报道。 本文简要地概述了半导体光催化技术的原理,影响半导体光催化性能的因素和纳米光催化剂的合成技术,对目前国内外最新的各种光催化剂可见光化研究进行较为详细的综述。 本论文采用金属和非金属元素掺杂的手段将TiO2和BiVO4等光催化剂的禁带宽度降低到可利用可见光范围(400-700nm)的程度,同时催化剂制备工艺较简单,生产成本较低,具有工业化前景。 本文采用直接水解法制备了Ni2+和Cl元素掺杂改性TiO2纳米粒子,采用均匀沉淀法和模版水热法制备Co元素掺杂BiVO4,这两个系列的改性纳米粒子在可见光下表现出强的光催化活性。 采用热重分析(TGA)X-射线衍射(XRD)分析透射电子显微镜(TEM)分析X-射线光电子能谱(XPS)分析及紫外可见(UV-Vis)漫反射光谱等分析测试手段对两个系列的改性半导体纳米粒子进行了表征,重点考察了焙烧温度和制备方法对改性半导体纳米粒子的晶型组成晶粒尺寸及其活性的影响。此外,以可见光下光催化降解苯酚为模型反应考察了改性纳米粒子的光催化活性。
【关键词】：半导体 可见光 掺杂 光催化
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：O643.36
【目录】：
- 摘要2-4
- Abstract4-9
- 第一章 绪论9-26
- 1.1 课题的背景及目的和意义9-10
- 1.1.1 课题研究背景9
- 1.1.2 研究的目的和意义9-10
- 1.2 光催化机理的研究及主要影响光催化活性的因素10-14
- 1.2.1 光催化机理的研究10-12
- 1.2.2 主要影响光催化活性的因素12-14
- 1.3 半导体光催化剂研究的发展及现状14-16
- 1.4 半导体光催化剂的制备16-20
- 1.5 半导体光催化剂改性的理论和研究方法20-23
- 1.6 半导体光催化技术在环境净化方面的应用23-25
- 1.7 课题的目的与内容25-26
- 第二章 实验材料和条件及研究方法26-32
- 2.1 实验材料和条件26-28
- 2.1.1 实验主要化学试剂26
- 2.1.2 实验所用设备和仪器（仪器参数）26-28
- 2.2 实验研究方法28-30
- 2.2.1 半导体纳米催化剂的表征技术28
- 2.2.2 表征方法28-29
- 2.2.3 光催化反应体系29-30
- 2.2.4 实验技术路线30
- 2.3 苯酚的检测（4－氨基安替比林分光光度法）30-32
- 2.3.1 原理和仪器（数码照片）30-31
- 2.3.2 实验溶液的配制及标定31
- 2.3.3 标准曲线的绘制31-32
- 第三章 Ni~(2+)和 Cl 掺杂改性 TiO_2纳米粒子制备及其光催化活性研究32-42
- 3.1 引言32
- 3.2 确定 Ni~(2+)和Cl 元素为掺杂组分的理论依据32-33
- 3.3 Ni~(2+)和Cl 元素改性 TiO_2纳米粒子的制备33-34
- 3.3.1 实验仪器及药品33
- 3.3.2 Ni~(2+)和Cl 元素改性TiO_2纳米粒子的制备33-34
- 3.4 Ni~(2+)和Cl 元素改性 TiO_2纳米粒子的表征34-40
- 3.4.1 催化剂的热重分析TGA34
- 3.4.2 催化剂的X射线衍射分析XRD34-38
- 3.4.3 催化剂的透射电镜TEM38-40
- 3.4.4 催化剂的BET40
- 3.5 Ni~(2+)和Cl 元素掺杂改性 TiO_2纳米粒子可见光光催化活性测试40-41
- 3.6 本章小结41-42
- 第四章 BiVO_4的制备和其修饰改性方法42-55
- 4.1 引言42
- 4.2 BiVO_4的制备42-43
- 4.2.1 均匀沉淀法42-43
- 4.2.2 模版水热法43
- 4.3 BiVO_4表征43-48
- 4.3.1.T EM43-45
- 4.3.2 紫外可见光谱（UV-Vis DRS）测试45-46
- 4.3.3 XRD46-48
- 4.4 修饰改性方法48
- 4.4.1 Co掺杂的BiVO_4 的制备方法48
- 4.5 Co 掺杂的BiVO_4的表征48-52
- 4.5.1 TEM48-49
- 4.5.2 XRD49
- 4.5.3 XPS49-52
- 4.6 光催化性能52-54
- 4.6.1 BiVO_4和掺杂 Co52-53
- 4.6.2 负载 Co不同pH的影响53
- 4.6.3 单纯BiVO_4与负载改性BiVO_4的比较53-54
- 4.7 本章小结54-55
- 第五章 结论55-56
- 5.1 主要结论55
- 5.2 研究展望55-56
- 参考文献56-62
- 致谢62-63
- 攻读硕士期间发表的论文63-66
- 上海交通大学学位论文答辩决议书66
【引证文献】
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1 苗冉冉;刘泽华;贾成成;;纳米TiO_2/聚糠醛复合物涂布纸的光催化性能[J];天津科技大学学报;2011年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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本文编号：363051
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