TiO 2 核壳微球和中空微球的制备及光催化研究

发布时间：2024-05-30 01:36

　　能源短缺问题是世界即将面临的重大问题,在化石能源枯竭之前如何寻找一种可替代能源是目前迫切需要解决的任务。以及太阳能,作为一种取之不尽的清洁能源,如何找到一种高效便捷的催化剂,将其转化为一种可利用的能源是广大科研工作者工作的重点。半导体纳米及微米级催化剂是目前处理环境污染以及能源转化最有效的材料之一。到目前为止,二氧化钛作为一种光催化剂,具有着一些独特的特点,如生物及化学惰性、强氧化性、低毒性、廉价易得,因此被实际应用于有毒有害气体处理和废水的净化。但是,不经处理的二氧化钛,它的催化活性还远远大不到实际运用的条件。因此如何提高二氧化钛的催化活性当前科研界研究的一个热门领域。二氧化钛的形貌结构影响着其的催化活性,因此如何找到一种使氧化钛催化活性提高的结构形貌成为了广大科研工作者的研究重点。本论文主要研究了氧化钛的核壳结构以及二维纳米片氧化钛的可控合成,并以此为基础研究了非金属碳掺杂的中空氧化钛的可控合成以及其降解污染物和光催化分解水制氢的活性。并且又探究了二维纳米片结构金红石TiO₂的可控合成及其及高效污染物降解能力。本论文的研究分为两个部分:首先,以三氨基酚树脂球体...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 光催化研究的发展
        1.1.2 半导体光催化机理
        1.1.3 光催化材料的应用领域
        1.1.4 提高光催化性能的途径
    1.2 中空半导体光催化材料
    1.3 助催化剂的负载
    1.4 非金属元素的掺杂
    1.5 本论文的选题思路及研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂和材料
    2.2 实验仪器设备
    2.3 实验的合成方法
        2.3.1 三氨基酚醛树脂球(APF)的合成
        2.3.2 中空C-TiO₂ 的制备
        2.3.3 不同粒径SiO₂ 的制备
        2.3.4 二维纳米片结构金红石TiO₂的制备
    2.4 光催化材料分析与性能测试
        2.4.1 X射线衍射测试(XRD)
        2.4.2 扫描电子显微镜测试(SEM)
        2.4.3 透射电子显微镜测试(TEM)
        2.4.4 紫外-可见光谱测试(UV-Vis DRS)
        2.4.5 表面孔隙度测试(BET)
        2.4.6 X射线光电子能谱(XPS)
        2.4.7 红外光谱测试(FT-IR)
        2.4.8 热重分析
        2.4.9 元素分析
    2.5 光催化性能测试
第三章 中空C-TiO₂ 的研究
    3.1 引言
    3.2 APF@TiO₂和中空C-TiO₂的SEM和TEM谱图
    3.3 APF@TiO₂及HCT的DRS谱图以及换算的禁带宽度的分析
    3.4 红外光谱分析
    3.5 元素分析
    3.6 热重分析
    3.7 比表面积以及孔隙度分析
    3.8 中空C-TiO₂的XPS谱图
    3.9 样品的光催化性能的研究
        3.9.1 光催化降解罗丹明b
        3.9.2 光催化分解水制氢
    3.10 本章小结
第四章 不同粒径SiO₂@TiO₂ 的可控合成及其光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 不同粒径SiO₂ 球形颗粒的SEM
    4.3 不同粒径SiO₂@TiO₂的TEM
    4.4 不同粒径的SiO₂@TiO₂ 的催化活性分析
        4.4.1 不同粒径SiO₂@TiO₂ 的降解RhB活性分析
        4.4.2 不同粒径的SiO₂@TiO₂ 的光催化分解水活性分析
    4.5 本章小结
第五章 二维纳米片结构金红石TiO₂的可控合成及光催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 二维纳米片结构金红石TiO₂的SEM图
    5.3 二维纳米片结构金红石TiO₂的XRD谱图
    5.4 二维纳米片结构金红石TiO₂的SPV分析
    5.5 光催化活性分析
    5.6 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 主要结论
    6.2 本文的创新之处
    6.3 催化材料的展望
符号说明
参考文献
致谢
攻读硕士学位论文期间发表学术论文目录
攻读硕士学位期间参加的科研项目情况



本文编号：3984382