基于SnO_2纳米材料的光催化和电化学性质研究

发布时间：2017-06-02 20:14

  本文关键词：基于SnO_2纳米材料的光催化和电化学性质研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文通过液相法在较温和的条件下合成了不同形貌的二氧化锡纳米材料：分级多孔微米花、核壳结构微米球和介孔纳米球。利用扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线衍射仪和激光拉曼光谱仪等仪器对合成产物进行形貌和结构表征，探究了生长参数对合成二氧化锡纳米材料的影响规律，同时揭示了合成二氧化锡纳米结构的生长机理，研究了合成二氧化锡纳米材料的光催化性质和电化学性质，初步探讨了光催化反应机理和影响光催化活性的重要因素。 以SnCl_2·2H_2O和H_2C_2O_4·2H_2O为原料，用无水乙醇和聚乙二醇混合溶液作为溶剂，在常温常压下合成前驱体，前驱体经过煅烧制得一种分级多孔的二氧化锡微米花。通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、Raman光谱及氮气吸脱附等测试手段对合成产物的形貌和结构进行表征，结果表明合成的二氧化锡具有四方金红石结构。通过研究反应参数对产物形貌的影响，初步揭示了多孔二氧化锡微米花的生长机理；并进行了相应的光催化性质研究，结果表明，这种多孔微米花结构对有机染料具有良好的催化降解效果，在处理污水方面有着潜在的应用前景。 用SnCl_4·5H_2O和NaOH为原材料，在反应温度为160oC并在PVP辅助条件下合成了形貌均一的核壳结构SnO2微米球。用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪及Raman光谱等测试手段对合成产物的形貌和结构进行表征。研究反应温度和锡盐用量在形成产物过程中的重要作用。光催化降解实验表明合成的产物具有良好的光催化性能。电化学实验结果表明合成的微米球在20次循环周期后，仍表现出较高的充放电性能和良好的循环性能。 以Na_2SnO_3·3H_2O为原料，，在葡萄糖的辅助作用下，通过水热法合成了介孔二氧化锡纳米球。实验发现，葡萄糖浓度对产物形貌起着重要的作用，并详细讨论了介孔二氧化锡纳米球的生长机理。研究了三种不同形貌的二氧化锡纳米材料光催化降解效率。
【关键词】：二氧化锡 微纳米结构 光催化 电化学性质
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O614.432;TB383.1
【目录】：

• 摘要11-12
• Abstract12-14
• 第1章 绪论14-27
• 1.1 纳米材料概述14-19
• 1.1.1 纳米材料的基本特性15-16
• 1.1.2 纳米材料的制备方法16-17
• 1.1.3 纳米材料的应用17-19
• 1.2 SnO_2纳米材料19-25
• 1.2.1 SnO_2的结构和性质19
• 1.2.2 SnO_2纳米材料的应用19-21
• 1.2.3 SnO_2纳米结构的合成方法及研究进展21-25
• 1.3 本论文的选题思路及主要研究内容25-27
• 第2章 试验材料及表征方法27-30
• 2.1 试验材料及仪器设备27-28
• 2.1.1 试验试剂和药品27
• 2.1.2 试验仪器27-28
• 2.2 表征方法28-30
• 2.2.1 扫描电子显微镜28
• 2.2.2 X 射线衍射仪28
• 2.2.3 显微激光拉曼光谱仪28
• 2.2.4 透射电子显微镜28-29
• 2.2.5 比表面积(BET)测试29-30
• 第3章 分级多孔 SnO_2微米花的光催化性能研究30-38
• 3.1 引言30
• 3.2 分级多孔结构 SnO_2微米花的合成30-31
• 3.3 试验结果及讨论31-37
• 3.3.1 分级多孔微米花的结构表征31-34
• 3.3.2 分级多孔 SnO_2微米花生长参数的探究34-35
• 3.3.3 分级多孔 SnO_2微米花的生长机理分析35
• 3.3.4 光催化性能研究35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 核壳结构 SnO_2微米球的光催化和电化学性能38-47
• 4.1 引言38
• 4.2 试验及表征方法38-39
• 4.2.1 核壳结构 SnO_2微米球的合成38-39
• 4.2.2 仪器表征及测试方法39
• 4.3 结果与讨论39-45
• 4.3.1 SEM 形貌和 TEM 分析39-40
• 4.3.2 XRD 分析和拉曼光谱分析40-41
• 4.3.3 氮气吸附脱附分析41-42
• 4.3.4 核壳结构 SnO_2微米球生长参数的探究42
• 4.3.5 核壳结构 SnO_2微米球生长机理的分析42-43
• 4.3.6 核壳结构 SnO_2微米球的光催化活性测试43-45
• 4.3.7 核壳结构 SnO_2微米球的电化学性能测试45
• 4.4 本章小结45-47
• 第5章 介孔 SnO_2纳米球的合成及光催化性能研究47-60
• 5.1 引言47
• 5.2 试验及表征方法47-48
• 5.2.1 中孔 SnO_2纳米球的合成47-48
• 5.2.2 仪器表征及测试方法48
• 5.3 结果与讨论48-59
• 5.3.1 SEM 形貌和 TEM 分析48-49
• 5.3.2 XRD 分析和拉曼光谱分析49-50
• 5.3.3 氮气吸附脱附分析50-51
• 5.3.4 介孔 SnO_2纳米球生长参数的探究51-53
• 5.3.5 介孔 SnO_2纳米球生长机理的分析53
• 5.3.6 介孔 SnO_2纳米球的润湿性测试53-54
• 5.3.7 介孔 SnO_2纳米球的光催化活性测试54-59
• 5.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-77
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文77-78
• 致谢78

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