负载TiO 2 纳米纤维集合体的制备及其光催化性能研究

发布时间：2022-07-12 20:21

　　纳米TiO₂因其绿色环保、价格便宜以及具有优异的光催化活性,被广泛的应用于污水处理、杀菌消毒、防雾自清洁等领域。但TiO₂纳米晶粉体在使用过程中容易发生团聚,同时由于纳米粒子尺寸小,导致使用后不可回收,容易造成二次污染。静电纺丝作为目前唯一能连续制备纳米纤维的方法,其制备的纳米纤维因其长径比高和比表面积大,一方面能够很好的解决TiO₂纳米晶粉体易团聚问题,同时能够为TiO₂的光催化反应提供较多的活性位点,具有非常广泛的应用。首先,本文采用溶胶-凝胶法,通过调节煅烧温度（550~750℃）成功制备了不同锐钛矿/金红石比例的混晶TiO₂纳米晶粉体,SEM结果表明,该纳米晶粉体的微观形貌为圆球形。随着煅烧温度的增加,锐钛矿逐渐向金红石转变,550℃下制备的TiO₂纳米晶粉体为纯锐钛矿型,750℃下制备的为纯金红石型,600、650、675和700℃下制备的均为混晶结构的TiO₂纳米晶粉体。同时,随着温度的升高,纳米晶粉体的晶粒尺寸不断增大。... 

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 纳米TiO_2
        1.2.1 纳米TiO_2的结构和性质
        1.2.2 纳米TiO_2的制备方法
        1.2.3 纳米TiO_2的光催化机理
        1.2.4 纳米TiO_2的应用
    1.3 静电纺丝
        1.3.1 静电纺丝的发展
        1.3.2 静电纺丝原理
        1.3.3 静电纺丝的影响因素
        1.3.4 静电纺丝的应用
    1.4 静电纺丝技术在光催化领域的国内外研究现状
    1.5 课题研究的内容与意义
        1.5.1 课题研究意义
        1.5.2 课题研究内容
2 混晶结构纳米TiO_2的制备及其光催化性能研究
    2.1 实验药品及主要仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 不同混晶比例纳米TiO_2的制备
        2.2.2 不同混晶比例TiO_2/PAN亚微米纤维膜的制备
    2.3 测试及表征
        2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.2 扫描电镜形貌分析(SEM)
        2.3.3 热重分析(TG)
        2.3.4 红外光谱分析(FTIR)
        2.3.5 紫外-可见光光谱分析(UV-vis)
        2.3.6 光催化性能测试
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 X射线衍射分析
        2.4.2 扫描电镜形貌分析
        2.4.3 热重分析
        2.4.4 红外光谱分析
        2.4.5 光催化性能分析
        2.4.6 光催化动力学研究
        2.4.7 光催化机理分析
    2.5 本章小结
3 静电纺TiO_2/PAN亚微米纤维膜的制备及其光催化性能研究
    3.1 实验药品及主要仪器
    3.2 实验方法
        3.2.1 不同质量分数TiO_2/PAN纺丝液的配制
        3.2.2 不同质量分数TiO_2/PAN亚微米纤维的制备
    3.3 测试及表征
        3.3.1 溶液性质测试
        3.3.2 扫描电镜形貌分析(SEM)
        3.3.3 红外光谱分析(FTIR)
        3.3.4 光催化性能测试
        3.3.5 抗菌性能测试
        3.3.6 自清洁效果评价
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 不同质量分数TiO_2/PAN纺丝液的性质分析
        3.4.2 不同质量分数TiO_2对亚微米纤维直径的影响
        3.4.3 不同质量分数TiO_2/PAN亚微米纤维膜的红外光谱分析
        3.4.4 不同质量分数TiO_2/PAN亚微米纤维膜的光催化活性分析
        3.4.5 静电纺TiO_2/PAN亚微米纤维膜的光催化稳定性分析
        3.4.6 静电纺TiO_2/PAN亚微米纤维膜的抗菌性能分析
        3.4.7 静电纺TiO_2/PAN亚微米纤维膜的光催化自清洁效果评价
    3.5 本章小结
4 亚微米纤维/棉复合纱线的制备及其光催化抗菌自清洁性能研究
    4.1 实验药品及主要仪器
    4.2 实验方法
        4.2.1 亚微米纤维/棉混纺纱的制备
        4.2.2 亚微米纤维/棉包芯纱的制备
    4.3 测试及表征
        4.3.1 扫描电镜形貌分析(SEM)
        4.3.2 力学性能测试
        4.3.3 抗菌性能测试
        4.3.4 光催化性能测试
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 亚微米纤维/棉混纺纱及包芯纱的形貌分析
        4.4.2 亚微米纤维/棉混纺纱及包芯纱的力学性能分析
        4.4.3 亚微米纤维/棉混纺纱及包芯纱的抗菌性能比较
        4.4.4 不同厚度亚微米纤维/棉包芯纱的形貌分析
        4.4.5 不同厚度亚微米纤维/棉包芯纱的力学性能分析
        4.4.6 不同厚度亚微米纤维/棉包芯纱的抗菌性能分析
        4.4.7 亚微米纤维/棉包芯纱的光催化活性分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 课题总结
    5.2 课题展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]介孔二氧化钛功能纳米材料的合成与应用[J]. 胡金林,杨其浩,陈静,王太亚,林鹤,钱海生.  化学进展. 2013(12)
[3]二氧化钛复合型催化剂制备及其微波辅助催化氧化甲苯性能[J]. 刘海楠,卜龙利,王晓晖,张浩,孙剑宇,杨力,蔡力栋.  环境科学学报. 2013(06)
[4]纳米TiO2制备的研究进展[J]. 孙怀宇,于立富,李彤彤.  当代化工. 2012(03)
[5]纳米二氧化钛的制备及其应用研究进展[J]. 王继库,陈浩,赵丽娜,王春莲,徐占林.  广东化工. 2011(10)
[6]煅烧温度对纳米TiO2晶相及粒径的影响[J]. 张楠.  科技资讯. 2009(03)
[7]溶胶-凝胶制备TiO2空气净化特性研究[J]. 李铮伟,刘艳华,李荫堂,董淑萍,张水香.  工业催化. 2007(02)
[8]PA6/纳米TiO2复合亚微米级纤维的制备及拉伸性能[J]. 冯淑芹,付中玉,李从举,朱金唐.  北京服装学院学报. 2006(04)
[9]纳米TiO2光催化研究进展[J]. 张文彬,周燕.  钢铁钒钛. 2005(04)
[10]静电纺丝纳米纤维的工艺原理、现状及应用前景[J]. 覃小红,王善元.  高科技纤维与应用. 2004(02)

硕士论文
[1]静电纺PVDF及其改性纳米纤维膜对含油污水的过滤性能研究[D]. 赵文敏.东华大学 2015
[2]溶胶-凝胶制备Ag、V掺杂TiO2纳米晶粉体及研究[D]. 尤玉飞.河南科技大学 2014



本文编号：3659785