TiO 2 纳米片的合成及光催化机理研究

发布时间：2023-04-22 20:28

　　化石能源的过度利用引发的环境和能源危机逐渐受到人们的重视,而半导体光催化技术的发展使其成为一种理想的解决能源与环境危机的策略。作为应用最广泛的半导体光催化剂之一,TiO₂以其化学性质稳定、无毒、成本低的特点受到学术界的广泛关注,然而较大的禁带宽度(3.2 eV)和光生载流子的快速复合严重制约了TiO₂的光催化活性。因此,开发高效光催化产氢体系是科学家的一大关注点。鉴于以上几点,本论文的工作主要是通过HF修饰合成TiO₂纳米片,然后分别用片状Co(OH)₂、Cu₂(OH)₂CO₃纳米团簇和CoNi-OH纳米颗粒修饰TiO₂纳米片的表面,提高以TiO₂为基体的复合光催化剂的催化活性,具体如下:(1)通过原位化学沉积的方法成功地合成了片状Co(OH)₂负载的TiO₂纳米片复合光催化剂。利用XRD、DRS、TEM和XPS等检测手段表征其物理化学性质,通过光...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
引言
第1章 绪论
    1.1 光催化概述
        1.1.1 光催化分解水基本原理
        1.1.2 光催化材料研究现状和发展趋势
        1.1.3 光催化性能的影响因素
        1.1.4 光催化材料的应用
    1.2 TiO₂ 光催化材料简介
        1.2.1 TiO₂ 的晶体结构及合成方法
        1.2.2 TiO₂ 光催化材料的改性
    1.3 本课题研究目的和意义
第2章 原位制备新型片状Co(OH)₂ 负载的TiO₂ 纳米片及光催化产氢机理研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 催化剂的制备方法
        2.2.2 催化剂的表征方法
        2.2.3 光催化活性测试
        2.2.4 光电化学测试
    2.3 实验结果分析
        2.3.1 X-射线衍射(XRD)分析
        2.3.2 微观形貌分析
        2.3.3 紫外-可见漫反射光谱(DRS)分析
        2.3.4 X-射线光电子能谱(XPS)分析
    2.4 光催化制氢活性测试
    2.5 瞬态光电流响应
    2.6 Co(OH)₂/TiO₂ 纳米片复合光催化剂的催化机理探究
    2.7 本章小结
第3章 原位合成新型Cu₂(OH)₂CO₃/TiO₂纳米片复合光催化剂及其光催化机理研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法与表征
        3.2.1 Cu₂(OH)₂CO₃/TiO₂ 纳米片的制备
        3.2.2 Cu₂(OH)₂CO₃/TiO₂ 纳米片的表征
        3.2.3 Cu₂(OH)₂CO₃/TiO₂ 纳米片的循环伏安曲线测试
    3.3 实验结果分析
        3.3.1 Cu₂(OH)₂CO₃/TiO₂ 纳米片的XRD分析
        3.3.2 Cu₂(OH)₂CO₃/TiO₂ 纳米片的形貌分析
    3.4 催化剂的光解水制氢活性研究
    3.5 催化剂的光解水制氢机制研究
    3.6 本章小结
第4章 新型CoNi-OH/TiO₂ 纳米片复合光催化剂的制备及产氢性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 CoNi-OH/TiO₂ 纳米片的合成
        4.2.2 CoNi-OH/TiO₂ 纳米片的表征
    4.3 实验结果分析
        4.3.1 CoNi-OH/TiO₂ 纳米片的XRD图谱
        4.3.2 CoNi-OH/TiO₂ 纳米片的形貌分析
    4.4 CoNi-OH/TiO₂ 纳米片光催化活性研究
    4.5 CoNi-OH/TiO₂ 纳米片光催化机理研究
    4.6 本章小结
第5章 结论
参考文献
硕士期间取得的学术成果
致谢



本文编号：3798333