静电自组装制备TiO 2 纤维基复合材料及其光催化性能研究

发布时间：2023-03-29 03:11

　　光催化技术凭借其绿色无污染的特点渐渐成为解决世界能源短缺与污染问题的主要方案之一。目前已被广泛应用于污水处理,空气净化,全解水等领域。二氧化钛(TiO2)作为一种半导体材料,自1972年Fujishima和Honda发现可以在紫外光的照射下分解水以来已经得到了广泛的研究。由于其价廉易得、不易分解等优点,二氧化钛基复合催化剂层出不穷,被广泛应用于光催化的各个领域。但是,由于二氧化钛不可吸收可见光,量子效率较差等原因导致其实际应用受到了很大的限制。本文以静电纺丝法制备的二氧化钛纤维为基体,通过静电自组装技术构筑具有异质结结构的零维(0D)/一维(1D)和一维(1D)/二维(2D)复合光催化剂,实现光催化过程中的光生载流子有效分离,从而提高催化剂的光催化效率。主要的研究结果如下:(1)通过水热法结合静电自组装制备了 0D/1D Ag3PO4/TiO2复合材料。复合材料中Ag3PO4纳米颗粒均匀分布在TiO2纤维表面,平均粒径为22 nm。0D Ag3PO4纳米颗粒与1D TiO2纳米纤维之间良好的接触面使得复合材料具有良好的光电性能与出色的光生载流子分离能力。结果表明:当罗丹明B、亚甲基蓝和...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 半导体光催化剂
    1.3 TiO₂的概述
        1.3.1 晶相结构
        1.3.2 能带结构
        1.3.3 物理化学性能
    1.4 TiO₂的应用
        1.4.1 有机污染物的去除
        1.4.2 光催化分解水产氢
        1.4.3 二氧化碳还原
        1.4.4 光催化固氮
        1.4.5 塑料的光催化降解
    1.5 TiO₂的改性方法
        1.5.1 形貌调控
        1.5.2 掺杂改性
        1.5.3 负载贵金属
        1.5.4 与其他半导体复合
    1.6 论文的选题依据和研究内容
        1.6.1 选题依据
        1.6.2 研究内容
第二章 实验材料与表征手段
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器及设备
    2.3 材料表征方法
    2.4 光催化降解性能测试
    2.5 光催化产氢性能测试
    2.6 光电流和阻抗测试
    2.7 光催化降解循环性测试
    2.8 光催化产氢循环性测试
    2.9 自由基捕捉剂实验
第三章 0D/1D Ag₃PO₄/TiO₂复合材料的合成及光催化性能
    3.1 引言
    3.2 样品的制备
    3.3 结果分析与讨论
        3.3.1 Zeta电位分析
        3.3.2 物相分析
        3.3.3 形貌分析
        3.3.4 光电化学性能分析
        3.3.5 光催化性能分析
        3.3.6 光催化稳定性测试
        3.3.7 光催化机理分析
    3.4 本章小结
第四章 1D/2D TiO₂/MXene复合材料的合成及光催化性能
    4.1 引言
    4.2 样品的制备
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 Zeta电位分析
        4.3.2 物相分析
        4.3.3 形貌分析
        4.3.4 光电化学性能分析
        4.3.5 光催化性能分析
        4.3.6 光催化机理分析
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间主要研究成果



本文编号：3773871