钛酸钙基微粉制备及光催化性能研究

发布时间：2017-07-18 21:21

  本文关键词：钛酸钙基微粉制备及光催化性能研究

  更多相关文章： 水热法 CaTiO_3 光催化 石墨烯 石墨烯量子点

【摘要】：CaTiO_3是钙钛矿氧化物结构中最典型的一种,由于独特的光电性能,使其在电子学、光催化、生物和陶瓷等方面有着很好的潜在应用。本次研究制备得到了形貌连续变化的CaTiO_3微米材料,并通过制备石墨烯/CaTiO_3和石墨烯量子点/CaTiO_3复合材料对CaTiO_3改性,并测试光催化性能。(1)用一步水热法制备不同形貌的CaTiO_3微米颗粒,通过XRD对颗粒进行结构分析,SEM和TEM结合观察形貌变化的规律,进一步探究生长机理。通过对不同形貌CaTiO_3材料的光学性能和光催化性能的测试,研究了催化剂形貌与性能的关系。(2)用一步水热法制备石墨烯/钛酸钙复合物(CTO/RGO),通过XRD确定复合物的相结构,通过SEM和TEM观察石墨烯/CaTiO_3复合物的结构和形貌。通过红外和吸收光谱测试说明复合材料是以Ti-O-C键的形式结合。使用25 W低压汞灯对RGO/CaTiO_3复合材料进行光催化性能测试。研究发现,不同的RGO复合量其光催化性能有所差异,最佳复合量为0.5%。(3)为了提高钛酸钙材料对光的利用率,结合石墨烯量子点的上转换发光特性。用机械搅拌法制备得到石墨烯量子点/钛酸钙复合物(CTO/GQDs),复合物在两种光源照射下的光催化差异表明石墨烯量子点与CaTiO_3的复合明显提高了对波长更高的光的利用,达到了提高材料光催化性能的目的。
【关键词】：水热法 CaTiO_3 光催化 石墨烯 石墨烯量子点
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ132.32;O643.36
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-19
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 钙钛矿氧化物材料概述8-12
• 1.2.1 钙钛矿氧化物的结构与基本性质8-9
• 1.2.2 钙钛矿氧化物的制备方法9-11
• 1.2.3 CaTiO_3材料的性质与应用11-12
• 1.3 光催化反应涉及到的基本问题12-16
• 1.3.1 光催化反应原理概述12-13
• 1.3.2 光催化反应活性影响因素13-15
• 1.3.3 光催化反应活性的提高因素15-16
• 1.4 石墨烯与石墨烯量子点对光催化剂的改性16-17
• 1.4.1 石墨烯复合对材料光催化性能的影响16
• 1.4.2 石墨烯量子点复合对材料光催化性能的影响16-17
• 1.5 本论文的选题思路和主要研究内容17-19
• 第二章 样品的制备与表征19-26
• 2.1 实验原料和设备19-20
• 2.2 实验中所用材料的制备方法20-22
• 2.2.1 水热法制备CaTiO_320-21
• 2.2.2 改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）21
• 2.2.3 还原氧化石墨烯（RGO）和石墨烯量子点（GQDs）的制备21-22
• 2.3 材料的表征方法22-24
• 2.3.1 X射线衍射技术（XRD）22-23
• 2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）分析23
• 2.3.3 透射电镜（TEM）分析23
• 2.3.4 紫外-可见漫反射光谱23
• 2.3.5 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析23
• 2.3.6 拉曼（Raman）光谱23-24
• 2.4 光催化性能测试24-26
• 第三章 形貌连续变化的CaTiO_3微颗粒制备及其光催化性能研究26-40
• 3.1 前言26
• 3.2 样品的制备26
• 3.3 样品的表征26-34
• 3.3.1 XRD & EDS分析26-28
• 3.3.2 SEM分析28-33
• 3.3.3 TEM分析33-34
• 3.4 CaTiO_3微颗粒形貌连续变化的机理分析34-35
• 3.5 CaTiO_3微颗粒的光催化性能研究35-39
• 3.5.1 CaTiO_3微颗粒的光学性质35-37
• 3.5.2 CaTiO_3微颗粒的光催化性能37-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第四章 CaTiO_3/RGO复合材料的光催化性能研究40-48
• 4.1 前言40
• 4.2 复合材料样品的制备40-41
• 4.3 结果与讨论41-46
• 4.3.1 XRD分析41-42
• 4.3.2 拉曼光谱和红外分析42-43
• 4.3.3 SEM与TEM分析43-44
• 4.3.4 紫外-可见漫反射光谱分析44-45
• 4.3.5 光催化性能分析45-46
• 4.4 本章小结46-48
• 第五章 CaTiO_3/GQDs复合材料的光催化性能研究48-54
• 5.1 引言48
• 5.2 CTO/GQDs复合样品的制备48-49
• 5.3 结果与分析49-53
• 5.3.1 TEM和拉曼技术对GQDs的分析49-50
• 5.3.2 CTO/GQDs复合材料的XRD和TEM分析50-51
• 5.3.3 CTO/GQDs复合材料的光催化性能测试51-52
• 5.3.4 CTO/GQDs复合材料吸收光谱分析52-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第六章 结论与展望54-56
• 6.1 结论54-55
• 6.2 展望55-56
• 参考文献56-61
• 致谢61

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