基于Ti 3 C 2 T x MXene三元复合材料的制备及其可见光催化性能

发布时间：2025-01-04 01:03

　　能源危机与环境污染一直是人类社会发展进程中无法绕开的两大问题,而太阳能光催化技术的发展为解决这些问题开拓出了崭新的道路。利用太阳能光催化反应进行水污染治理,可以把环境保护与水资源回收有效结合起来,为社会可持续发展做出贡献。Ti₃C₂T_x作为新型二维材料MXene家族中研究最深入的一种,具有良好的导电性、亲水性以及独特的层状结构,可以在光催化反应过程中促进载流子迁移、增加活性位点;同时其结构中的钛原子可以作为钛源制备TiO₂/Ti₃C₂T_x杂化材料。因此Ti₃C₂T_x可以作为制备TiO₂的原料以及光催化反应的助剂。而单一TiO₂光催化剂存在光生电子-空穴复合率高、对可见光利用率低等问题,严重限制了其实际应用。鉴于Ti₃C₂T_x MXene的结构和性能特点,以及单一T...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 半导体光催化技术
        1.1.1 半导体光催化降解水中污染物的研究意义
        1.1.2 光催化反应的原理
        1.1.3 半导体光催化材料的研究进展
        1.1.4 异质结在光催化反应中的作用
    1.2 MXene在光催化领域中应用的研究进展
        1.2.1 MXene的制备
        1.2.2 MXene的性质
        1.2.3 MXene在光催化领域中的应用
    1.3 研究意义与研究内容
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 研究内容
第二章 实验及分析测试方法
    2.1 实验仪器设备
    2.2 原料及化学试剂
    2.3 技术路线与实验方案
    2.4 材料的表征
        2.4.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.4.2 场发射扫描电子显微镜分析(SEM)
        2.4.3 场发射透射电子显微镜分析(TEM)
        2.4.4 热重分析(TG)
        2.4.5 X射线光电子能谱(XPS)
        2.4.6 固体紫外一可见光漫反射光谱分析(UV-Vis DRS)
        2.4.7 光致荧光光谱(PL)
        2.4.8 电子自旋共振光谱(ESR)
    2.5 材料的光催化性能测试
第三章 BiOBr/TiO₂/Ti₃C₂T_x三元复合材料的制备及其可见光催化性能
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 Ti₃C₂T_x的制备
        3.2.2 TiO₂/Ti₃C₂T_x的制备
        3.2.3 BiOBr/TiO₂/Ti₃C₂T_x三元复合材料的制备
        3.2.4 光催化剂降解有机染料性能测试
    3.3 实验结果讨论与分析
        3.3.1 Ti₃C₂T_x的结构和形貌
        3.3.2 TiO₂/Ti₃C₂T_x组成、结构和形貌分析
        3.3.3 BiOBr/TiO₂/Ti₃C₂T_x三元复合材料的组成、结构的和形貌分析
        3.3.4 BiOBr/TiO₂/Ti₃C₂T_x复合材料的光学性质和可见光催化活性
    3.4 本章小结
第四章 Cu₂O/TiO₂/Ti₃C₂T_x三元复合材料的制备及其可见光催化性能
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 TiO₂/Ti₃C₂T_x的制备
        4.2.2 Cu₂O/TiO₂/Ti₃C₂T_x三元复合光催化剂的制备
        4.2.3 光催化剂降解有机染料性能测试
    4.3 实验结果讨论与分析
        4.3.1 TiO₂/Ti₃C₂T_x二元复合材料的制备、表征及其可见光催化性能
        4.3.2 Cu₂O/TiO₂/Ti₃C₂T_x三元复合材料的组成、结构和形貌分析
        4.3.3 Cu₂O/TiO₂/Ti₃C₂T_x三元复合材料的光学性质和光催化性能
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 论文结论
    5.2 论文的创新之处
    5.3 工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：4022660