基于K 2 Ti 6 O 13 纳米纤维的Bi 4 Ti 3 O 12 纳米片水热合成及其光催化性能研究

发布时间：2023-10-31 19:58

　　钛酸铋(Bi₄Ti₃O₁₂)是一种典型的铋层类钙钛矿结构铁电氧化物,不仅具有优异的铁电性能,而且具有良好的可见光催化性能。而纳米片及其自组装成的二维纳米结构,由于单颗粒可以吸收更多的太阳能,产生更多的光生电子和空穴,与零维和一维纳米颗粒相比,呈现出更加优异的光催化性能。本文首先详细综述了光催化技术和Bi₄Ti₃O₁₂纳米结构及其在光催化领域应用的研究现状,在此基础上,为了开发性能优异的Bi₄Ti₃O₁₂光催化剂,基于先期制备的层状结构K₂Ti₆O₁₃纳米纤维,通过选用不同的Bi源前驱体,实现了两种光吸收性能不同的Bi₄Ti₃O₁₂单晶纳米片的水热制备,进而将其用于罗丹明B(RhB)的降解,研究了其可见光催化活性,并利用二步水热法在Bi₄Ti...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 半导体光催化技术概述
        1.2.1 半导体光催化原理
        1.2.2 常见的半导体光催化剂
        1.2.3 半导体光催化剂活性改进方法
    1.3 Bi₄Ti₃O₁₂ 的结构、性能及其纳米结构在光催化技术上的应用
        1.3.1 Bi₄Ti₃O₁₂ 的晶体结构与性能
        1.3.2 Bi₄Ti₃O₁₂ 纳米结构及其光催化性能
    1.4 纳米结构材料的制备方法
    1.5 本课题的研究设想及主要研究内容和方法
第二章 样品制备与测试
    2.1 实验原理与方法
    2.2 样品制备
        2.2.1 原料
        2.2.2 主要设备
        2.2.3 层状结构K₂Ti₆O₁₃ 纳米纤维的水热合成
        2.2.4 以硝酸铋Bi(NO₃)₃·5H₂O为 Bi源基于K₂Ti₆O₁₃ 纳米纤维水热合成Bi₄Ti₃O₁₂ 单晶纳米片
        2.2.5 以C₆H₁₀BiNO₈为Bi源基于K₂Ti₆O₁₃ 纳米纤维水热合成Bi₄Ti₃O₁₂ 单晶纳米片
        2.2.6 两步水热法制备Bi₄Ti₃O₁₂@Bi₂WO₆ 异质结复合纳米结构
    2.3 测试技术
        2.3.1 X射线衍射仪(XRD)
        2.3.2 场发射扫描电镜(FESEM)和电子探针能量色散谱仪(EDS)
        2.3.3 透射电子显微镜(TEM/HRTEM)
        2.3.4 紫外-可见分光光度计(UV-VIS)
        2.3.5 光致发光光谱分析仪(PL)
        2.3.6 X射线光电子能谱分析仪(XPS)
        2.3.7 光催化活性测定
第三章 以Bi(NO3)3为Bi源基于K₂Ti₆O₁₃ 纳米纤维水热合成Bi₄Ti₃O₁₂ 纳米片及其可见光催化性能研究
    3.1 Bi₄Ti₃O₁₂ 单晶纳米片合成与表征
    3.2 矿化剂KOH对 Bi₄Ti₃O₁₂ 纳米片的形成及形貌演化影响
    3.3 水热时间对Bi₄Ti₃O₁₂ 纳米片形成及形貌演化影响
    3.4 Bi₄Ti₃O₁₂ 纳米片的二维生长机理
    3.5 可见光催化性能
    3.6 小结
第四章 以C₆H₁₀BiNO₈为Bi源基于K₂Ti₆O₁₃ 纳米纤维水热合成Bi₄Ti₃O₁₂ 纳米片及其可见光催化性能研究
    4.1 Bi₄Ti₃O₁₂ 单晶纳米片合成及表征
    4.2 矿化剂KOH对 Bi₄Ti₃O₁₂ 纳米片的形成及形貌演化影响
    4.3 水热时间对Bi₄Ti₃O₁₂ 纳米片形成及形貌演化影响
    4.4 Bi₄Ti₃O₁₂ 纳米片的二维生长机理
    4.5 可见光催化性能
    4.6 小结
第五章 Bi₄Ti₃O₁₂@Bi₂WO₆ 异质结复合二维纳米结构的构建及其可见光催化性能
    5.1 Bi₄Ti₃O₁₂@Bi₂WO₆ 异质结复合二维纳米结构的水热合成及表征
    5.2 pH值对Bi₄Ti₃O₁₂@Bi₂WO₆ 异质结复合二维纳米结构形成的影响
    5.3 Bi₄Ti₃O₁₂@Bi₂WO₆ 二维纳米结构的形成机理
    5.4 可见光催化性能
    5.5 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果



本文编号：3859388