稀土金属镧与杂多酸掺杂改性TiO 2 的制备及光催化性能
发布时间：2021-11-04 03:56
由于Ti02具有较大的禁带宽度,光生载流子易复合,实际应用中易团聚等制约了其广泛的应用。本文通过水热法合成Ti02纳米粉体,探究不同水热条件对Ti02形貌和催化性能的影响;并通过稀土金属镧和硅钨酸改性Ti02,探究稀土金属镧和硅钨酸改性对Ti02的晶体结构、光谱吸收和光催化性能的影响;以甲基橙溶液降解体系评价其光催化性能,实验结果如下:采用水热法制备Ti02纳米粉体,考察钛酸四丁酯浓度、水热反应时间、水热反应温度、去离子水用量、煅烧时间和煅烧温度等工艺参数对合成Ti02纳米粉体形貌和光催化性能的影响。结果表明:制备的TiO2为锐钛矿型,纺锤形颗粒,长径在50 nm左右,直径在10～30 nm,光催化性能与P25基本一致。在此研究基础上,通过水热法制备出稀土金属镧掺杂改性的Ti02复合粉体材料。镧离子的掺杂使得Ti02晶格发生畸变,平均粒径尺寸减小,比表面积增加,Ti02的光催化性能也得到了提高。当La/Ti摩尔比值为1.25%时,甲基橙的降解率达到了95.2%。在镧离子掺杂的基础上,使用硅钨酸对镧离子掺杂的La-Ti02纳米复合材料进行表面修饰,通过浸渍法制备改性纳米复合材料La-Ti...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?Ｔｉ０２的晶型结构：（ａ）金红石型；（ｂ）锐钛矿型??Ｆｉｇ．?１．１?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｔｉ〇２：?（ａ）?ｒｕｔｉｌｅ?ｔｙｐｅ；?（ｂ）?ａｎａｔａｓｅ?ｔｙｐｅ??由于Ｔｉ０２是一种半导体，其光催化性能源自于自身的能带结构，对于半导体而言，??
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华东理工大学工程硕士学位论文??分光光度计最佳测试的吸收波长的选择：??首先配制己知浓度的甲基橙溶液，紫外可见扫描光谱图如图２．２所示。从图中可以??看出在波长４６４?ｎｍ处，甲基橙溶液有最大的吸收峰，因此４６４?ｎｍ是甲基橙的最佳吸收??波长。故本实验选择在４６４?ｎｍ处测定甲基橙的吸光度，以表征甲基橙溶液的浓度变化。??１．２?－??〇?（４６４ｎｍ）??＾?０．８－?１??０．０－????ｒ—ｊ?■?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１??３００?４００?５００?６００?７００?８００??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｎｍ）??图２．２甲基橙溶液吸光度标准曲线??Ｆｉｇ．?２．２?Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｍｅｔｈｙｌ?ｏｒａｎｇｅ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ??２．３结果与讨论??２．３．１水热时间对Ｔｉ０２形貌结构和光催化性能的影响??按照２．２．３中的Ｔｉ０２光催化纳米材料制备的实验方法，量取ＴＢＯＴ浓度为０．４９?ｍｏｌ／Ｌ??的ＴＢＯＴ、乙醇、去离子水和分散剂混合溶液水解反应得到前驱体溶液，转移至水热爸??中置于１６０?°Ｃ的烘箱中进行水热反应，水热反应时间分别为４、８、１０、１２和１６ｈ，然??后在３００?°Ｃ下煅烧２?ｈ进行活化。??图２．３是分别在水热反应时间为４、８、１０、１２和１６?ｈ时制备的Ｔｉ０２的ＸＲＤ图。从图中??可以看出，除水热反应时间为４?ｈ样品外，其余样品的衍射图形基本保持一致，其特征峰??与标准锐钛矿晶型Ｔｉ０２的衍射特征峰（图２．４）保持？致，在１０１、００４、２００等晶面均有??明显的锐钛矿晶型的特征峰
【参考文献】：
期刊论文
[1]2021年二氧化钛全球市场销售额可达210亿美元[J]. 贾磊. 无机盐工业. 2018(01)
[2]二氧化钛的结构和光催化机理研究[J]. 张文韬,殷彤蛟,田鹏. 山东化工. 2017(05)
[3]铁掺杂二氧化钛空心球的制备及性能[J]. 李雅泊,郑玉婴,刘阳龙. 化工学报. 2016(10)
[4]纳米TiO2自清洁溶胶的制备及其性能[J]. 苟喆,孟家光,张琳玫,章悦. 纺织学报. 2016(03)
[5]Effects of titanium dioxide nanoparticles on intestinal commensal bacteria[J]. Li-Ying Liu,Li Sun,Zeng-Tao Zhong,Jun Zhu,Hai-Yun Song. Nuclear Science and Techniques. 2016(01)
[6]嵌段共聚物模板法制备La掺杂TiO2超滤膜[J]. 陈涛涛,李丹,景文珩,范益群,邢卫红. 无机材料学报. 2015(02)
[7]WO3-TiO2复合半导体光催化剂的制备和应用[J]. 王谢菲. 景德镇高专学报. 2014(03)
[8]CuO和CuS量子点修饰单晶TiO2纳米棒阵列及光电转化性能表征[J]. 孙琼,李阳,孙先淼,董立峰. 中国科技论文. 2014(02)
[9]钛酸丁酯含量对TiO2纳米棒阵列的影响[J]. 吴雪梅,王冰,唐立丹. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2013(05)
[10]贵金属改性TiO2光催化剂的机理及研究进展[J]. 张莹,龚昌杰,燕宁宁,朱忠其,柳清菊. 材料导报. 2011(15)
本文编号：3474950
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?Ｔｉ０２的晶型结构：（ａ）金红石型；（ｂ）锐钛矿型??Ｆｉｇ．?１．１?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｔｉ〇２：?（ａ）?ｒｕｔｉｌｅ?ｔｙｐｅ；?（ｂ）?ａｎａｔａｓｅ?ｔｙｐｅ??由于Ｔｉ０２是一种半导体，其光催化性能源自于自身的能带结构，对于半导体而言，??
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华东理工大学工程硕士学位论文??分光光度计最佳测试的吸收波长的选择：??首先配制己知浓度的甲基橙溶液，紫外可见扫描光谱图如图２．２所示。从图中可以??看出在波长４６４?ｎｍ处，甲基橙溶液有最大的吸收峰，因此４６４?ｎｍ是甲基橙的最佳吸收??波长。故本实验选择在４６４?ｎｍ处测定甲基橙的吸光度，以表征甲基橙溶液的浓度变化。??１．２?－??〇?（４６４ｎｍ）??＾?０．８－?１??０．０－????ｒ—ｊ?■?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１??３００?４００?５００?６００?７００?８００??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｎｍ）??图２．２甲基橙溶液吸光度标准曲线??Ｆｉｇ．?２．２?Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｍｅｔｈｙｌ?ｏｒａｎｇｅ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ??２．３结果与讨论??２．３．１水热时间对Ｔｉ０２形貌结构和光催化性能的影响??按照２．２．３中的Ｔｉ０２光催化纳米材料制备的实验方法，量取ＴＢＯＴ浓度为０．４９?ｍｏｌ／Ｌ??的ＴＢＯＴ、乙醇、去离子水和分散剂混合溶液水解反应得到前驱体溶液，转移至水热爸??中置于１６０?°Ｃ的烘箱中进行水热反应，水热反应时间分别为４、８、１０、１２和１６ｈ，然??后在３００?°Ｃ下煅烧２?ｈ进行活化。??图２．３是分别在水热反应时间为４、８、１０、１２和１６?ｈ时制备的Ｔｉ０２的ＸＲＤ图。从图中??可以看出，除水热反应时间为４?ｈ样品外，其余样品的衍射图形基本保持一致，其特征峰??与标准锐钛矿晶型Ｔｉ０２的衍射特征峰（图２．４）保持？致，在１０１、００４、２００等晶面均有??明显的锐钛矿晶型的特征峰
【参考文献】：
期刊论文
[1]2021年二氧化钛全球市场销售额可达210亿美元[J]. 贾磊. 无机盐工业. 2018(01)
[2]二氧化钛的结构和光催化机理研究[J]. 张文韬,殷彤蛟,田鹏. 山东化工. 2017(05)
[3]铁掺杂二氧化钛空心球的制备及性能[J]. 李雅泊,郑玉婴,刘阳龙. 化工学报. 2016(10)
[4]纳米TiO2自清洁溶胶的制备及其性能[J]. 苟喆,孟家光,张琳玫,章悦. 纺织学报. 2016(03)
[5]Effects of titanium dioxide nanoparticles on intestinal commensal bacteria[J]. Li-Ying Liu,Li Sun,Zeng-Tao Zhong,Jun Zhu,Hai-Yun Song. Nuclear Science and Techniques. 2016(01)
[6]嵌段共聚物模板法制备La掺杂TiO2超滤膜[J]. 陈涛涛,李丹,景文珩,范益群,邢卫红. 无机材料学报. 2015(02)
[7]WO3-TiO2复合半导体光催化剂的制备和应用[J]. 王谢菲. 景德镇高专学报. 2014(03)
[8]CuO和CuS量子点修饰单晶TiO2纳米棒阵列及光电转化性能表征[J]. 孙琼,李阳,孙先淼,董立峰. 中国科技论文. 2014(02)
[9]钛酸丁酯含量对TiO2纳米棒阵列的影响[J]. 吴雪梅,王冰,唐立丹. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2013(05)
[10]贵金属改性TiO2光催化剂的机理及研究进展[J]. 张莹,龚昌杰,燕宁宁,朱忠其,柳清菊. 材料导报. 2011(15)
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