TiO 2 基复合纳米材料的制备、表征及光催化性能研究

发布时间：2022-07-03 18:01

　　TiO₂具有化学稳定性高、环境兼容性强以及功能多元化等优点,这使其在能源和环境问题日益紧张的当下成为一种理想的功能性材料。TiO₂作催化剂应用于光催化领域,可以有效地实现有机污染物的光降解、光催化裂解水制氢以及光还原CO₂等一系列反应。然而,单一的TiO₂半导体纳米材料带隙较宽（3.0-3.4eV）,吸收光范围主要集中在紫外光区,对太阳光的利用率很低（～4%）。因此,怎样对TiO₂进行改性,提高其可见光利用率是近些年来科研领域的热点问题之一。本论文主要围绕TiO₂基复合材料的化学合成,结构表征和光催化性能进行了系统地研究与讨论。论文的主要研究结果如下:1.将贵金属修饰及三价钛离子(Ti³⁺)自掺杂相结合改善TiO₂的光催化性能。通过三氯化钛的水解反应在金纳米棒/球表面生长均匀的TiO₂壳层,然后在还原气氛（Ar/H₂）中经过高温煅烧成功合成了不同形貌的Au@H-TiO<... 

【文章页数】：169 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 TiO_2的晶体结构
    1.2 TiO_2纳米材料的合成方法
        1.2.1 水热法
        1.2.2 溶剂热法
        1.2.3 溶胶-凝胶法
        1.2.4 气相沉积法
    1.3 TiO_2纳米材料在能源转换与存储领域中的应用
        1.3.1 光催化应用
            1.3.1.1 光催化反应原理
            1.3.1.2 光催化降解有机污染物
            1.3.1.3 光催化制氢
            1.3.1.4 光催化还原CO_2
        1.3.2 太阳能电池
        1.3.3 锂离子电池
    1.4 TiO_2纳米材料常见的性能提升策略
        1.4.1 带隙调节
            1.4.1.1 金属掺杂
            1.4.1.2 非金属掺杂
            1.4.1.3 共掺杂
        1.4.2 抑制电子-空穴对的复合
            1.4.2.1 担载助催化剂
            1.4.2.2 构建异质结构
    1.5 本论文的选题背景及主要研究内容
    参考文献
第二章 Au@H-TiO_2核壳结构的制备及光催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料合成
        2.2.2 仪器与表征
        2.2.3 光催化性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 结构与形貌分析
        2.3.2 表面成分分析
        2.3.3 光学和光电化学性质分析
        2.3.4 光催化性能分析
        2.3.5 Au在光催化中的作用分析
        2.3.6 基于金纳米球所得催化剂的光催化性能分析
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 MoSe_2/TiO_2复合纳米材料的可控合成及光催化产氢性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料合成
        3.2.2 仪器与表征
        3.2.3 光催化性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构与形貌分析
        3.3.2 表面成分分析
        3.3.3 光学和光电化学性质分析
        3.3.4 光催化产氢性能分析
        3.3.5 反应机理
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 MoSe_2/H-TiO_2、MoSe_2/rGO/TiO_2复合纳米材料的制备及催化产氢性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料合成
        4.2.2 仪器与表征
        4.2.3 催化性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 结构与形貌分析
        4.3.2 表面成分分析
        4.3.3 光学和光电化学性质分析
        4.3.4 催化性能分析
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 Cu掺杂的硒化锌超细纳米棒的制备及光学性质研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验装置
        5.2.2 材料合成
        5.2.3 仪器与表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 结构与形貌分析
        5.3.2 光学性质分析
        5.3.3 反应机理
        5.3.4 反应影响因素
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 全文总结
    6.1 本文的创新点
    6.2 有待研究的问题
致谢
攻读博士学位期间的学术成果
附件
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]A review on TiO2 nanotube arrays:Fabrication, properties, and sensing applications[J]. YANG LiXia1,2, LUO ShengLian1,2, CAI QingYun1＆ YAO ShouZhuo1 1 State Key Laboratory of Chemo/Biosensing and Chemometrics, Department of Chemistry, Changsha 410082, China; 2 College of Environmental Science and Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China.  Chinese Science Bulletin. 2010(Z1)



本文编号：3655382