泡沫金属负载纳米TiO 2 的制备、表征及其光催化性能的研究
发布时间：2021-12-16 23:20
光催化技术是一项环境友好的技术,在环境净化领域,特别是在治理室内空气污染领域的应用前景诱人。然而,由于纳米TiO2颗粒细微,在气相光催化过程中易于损失,难以回收,不利于催化剂的再生和再利用,给实际应用带来了一定困难。制备负载型纳米TiO2光催化剂,既可以解决催化剂分离回收的难题,还可以克服催化剂颗粒易团聚和稳定性差的缺点,也是应用活性组分和载体的各种功能组合来设计催化反应器的理想途径。载体的选择直接影响催化剂的活性。常用的光催化剂载体如玻璃球、玻璃纤维、活性炭、沸石、多孔陶瓷和硅胶等等,均存在一定的局限性,而泡沫金属材料作为光催化剂的载体具有热稳定性好和机械强度高等优点,它能够分散负载组分并赋予其较好的稳定性,对光能具有良好的利用率,尤其是其均匀的开孔结构具有优良的流体力学性能,作为光催化剂的载体应用于气相光催化领域有非常显著的优势。光催化剂的负载虽然可以解决回收等一系列技术问题,但是也不可避免地引起了纳米光催化剂比表面积的降低,从而降低光催化剂的活性。因此必须通过载体改性和优化负载工艺来提高载体和催化剂的比表面积,增大负载光催化剂活性点的数...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
pH=0时不同半导体的禁带宽度及其导带和价带的能级
上海交通大学博士学位论文 第一章 绪 论备的薄膜，因而又把这种技术称为离子自组装技术。离子自组装技术较其他技术有许多优点，如可制备大面积薄膜、膜厚和结构可控、薄膜均匀、常温常压操作、设备简单、成本低等，已引起国内外研究者的极大关注。可以预见它在功能材料和纳米器件的制备方面必将获得广泛应用。1.3 提高二氧化钛光催化性能的主要途径半导体的光催化特性已经被许多研究所证实，但从利用太阳光的效率来看，还存在以下主要缺陷：其一是半导体的光吸收波长范围狭窄，主要在紫外光区，利用太阳光的比例低（图 1-4）；其二是半导体载流子的复合率很高，因此量子效率较低。实际上，从半导体的光催化特性被发现起，人们就开始对半导体光催化剂进行改性研究，改性的目的和作用包括提高激发电荷分离，抑制载流子复合以提高量子效率；扩大起作用光的波长范围；改变反应的选择性或提高生成物的产率；提高光催化材料的稳定性等，这些其实也是量度半导体光催化剂好坏的重要指标。
2存在；并预测当载流子稳态产量为 1.3×10-3cm-2s-1时，75 %光生因此如何提高光生电子向氧气的运输效率，或者通过改性，在半导成电子捕获阱以延长激发电子的寿命，从而减少载流子的复合成为标。半导体表面贵金属沉积被认为是一种可以捕获激发电子的有有效地使氧气还原。属在半导体表面的沉积可以采用普通的浸渍还原法，即将半导体颗属盐的溶液中，然后将浸渍颗粒在惰性气体保护下用氢气高温还原光还原法，即将半导体浸渍在贵金属盐和牺牲有机物如醋酸、甲醇等外光照射下，贵金属被还原而沉积在半导体表面上。贵金属在半导并不形成一层覆盖物，而是形成原子簇，聚集尺寸一般为纳米级；率往往是很小的[46]。最常用的沉积贵金属是 Pt[47-52]，其次是 Pd[53,54]，Ru[61]等。这些贵金属的沉积普遍地提高了半导体的光催化活性，机物的氧化以及重金属的氧化等。此外，Sathish 等[53]发现当 Pd 沉减小 CdS 的光腐蚀。
【参考文献】：
期刊论文
[1]泡沫金属的制备、性能及其在催化反应中的应用[J]. 胡海,肖文浚,上官文峰. 工业催化. 2006(10)
[2]溶胶凝胶法制备SiO2工艺[J]. 张锐,秦丹丹,王海龙,许红亮. 郑州大学学报(工学版). 2006(03)
[3]连续莫来石陶瓷纤维的制备研究[J]. 王淑峰,刘立强,姚树玉. 硅酸盐通报. 2006(03)
[4]微波加热制备泡沫镍负载La3+掺杂纳米TiO2及其光催化降解甲醛的性能[J]. 丁震,陈晓东,陈连生,林萍,付德刚,袁春伟. 催化学报. 2006(05)
[5]超临界流体干燥法制备TiO2/Fe2O3和TiO2/Fe2O3/SiO2复合纳米粒子及光催化性能[J]. 张敬畅,李青,曹维良. 复合材料学报. 2005(01)
[6]泡沫镍负载纳米ZnO-SnO2光催化降解三氯乙烯[J]. 张茂林,安太成,胡晓洪,王存,王新明,盛国英,傅家谟. 环境科学学报. 2005(02)
[7]Fe-TiO2光催化涂层材料的制备及在可见光下清除甲醛的性能表征[J]. 林劲冬,梁丽云,蓝仁华,陈焕钦. 精细化工. 2004(02)
[8]溶胶—凝胶法制备SiO2气凝胶薄膜溶胶粘度的研究[J]. 王娟,张长瑞,冯坚. 国防科技大学学报. 2003(06)
[9]Fe3+-TiO2/SiO2薄膜催化剂的结构对其光催化性能影响[J]. 付宏刚,王建强,任志宇,闫鹏飞,于海涛,辛柏福,袁福龙. 高等学校化学学报. 2003(09)
[10]Fe3+-TiO2/SiO2光催化降解罗丹明B的研究[J]. 王建强,辛柏福,于海涛,任志宇,曲鹏飞,付宏刚. 高等学校化学学报. 2003(06)
本文编号：3538988
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
pH=0时不同半导体的禁带宽度及其导带和价带的能级
上海交通大学博士学位论文 第一章 绪 论备的薄膜，因而又把这种技术称为离子自组装技术。离子自组装技术较其他技术有许多优点，如可制备大面积薄膜、膜厚和结构可控、薄膜均匀、常温常压操作、设备简单、成本低等，已引起国内外研究者的极大关注。可以预见它在功能材料和纳米器件的制备方面必将获得广泛应用。1.3 提高二氧化钛光催化性能的主要途径半导体的光催化特性已经被许多研究所证实，但从利用太阳光的效率来看，还存在以下主要缺陷：其一是半导体的光吸收波长范围狭窄，主要在紫外光区，利用太阳光的比例低（图 1-4）；其二是半导体载流子的复合率很高，因此量子效率较低。实际上，从半导体的光催化特性被发现起，人们就开始对半导体光催化剂进行改性研究，改性的目的和作用包括提高激发电荷分离，抑制载流子复合以提高量子效率；扩大起作用光的波长范围；改变反应的选择性或提高生成物的产率；提高光催化材料的稳定性等，这些其实也是量度半导体光催化剂好坏的重要指标。
2存在；并预测当载流子稳态产量为 1.3×10-3cm-2s-1时，75 %光生因此如何提高光生电子向氧气的运输效率，或者通过改性，在半导成电子捕获阱以延长激发电子的寿命，从而减少载流子的复合成为标。半导体表面贵金属沉积被认为是一种可以捕获激发电子的有有效地使氧气还原。属在半导体表面的沉积可以采用普通的浸渍还原法，即将半导体颗属盐的溶液中，然后将浸渍颗粒在惰性气体保护下用氢气高温还原光还原法，即将半导体浸渍在贵金属盐和牺牲有机物如醋酸、甲醇等外光照射下，贵金属被还原而沉积在半导体表面上。贵金属在半导并不形成一层覆盖物，而是形成原子簇，聚集尺寸一般为纳米级；率往往是很小的[46]。最常用的沉积贵金属是 Pt[47-52]，其次是 Pd[53,54]，Ru[61]等。这些贵金属的沉积普遍地提高了半导体的光催化活性，机物的氧化以及重金属的氧化等。此外，Sathish 等[53]发现当 Pd 沉减小 CdS 的光腐蚀。
【参考文献】：
期刊论文
[1]泡沫金属的制备、性能及其在催化反应中的应用[J]. 胡海,肖文浚,上官文峰. 工业催化. 2006(10)
[2]溶胶凝胶法制备SiO2工艺[J]. 张锐,秦丹丹,王海龙,许红亮. 郑州大学学报(工学版). 2006(03)
[3]连续莫来石陶瓷纤维的制备研究[J]. 王淑峰,刘立强,姚树玉. 硅酸盐通报. 2006(03)
[4]微波加热制备泡沫镍负载La3+掺杂纳米TiO2及其光催化降解甲醛的性能[J]. 丁震,陈晓东,陈连生,林萍,付德刚,袁春伟. 催化学报. 2006(05)
[5]超临界流体干燥法制备TiO2/Fe2O3和TiO2/Fe2O3/SiO2复合纳米粒子及光催化性能[J]. 张敬畅,李青,曹维良. 复合材料学报. 2005(01)
[6]泡沫镍负载纳米ZnO-SnO2光催化降解三氯乙烯[J]. 张茂林,安太成,胡晓洪,王存,王新明,盛国英,傅家谟. 环境科学学报. 2005(02)
[7]Fe-TiO2光催化涂层材料的制备及在可见光下清除甲醛的性能表征[J]. 林劲冬,梁丽云,蓝仁华,陈焕钦. 精细化工. 2004(02)
[8]溶胶—凝胶法制备SiO2气凝胶薄膜溶胶粘度的研究[J]. 王娟,张长瑞,冯坚. 国防科技大学学报. 2003(06)
[9]Fe3+-TiO2/SiO2薄膜催化剂的结构对其光催化性能影响[J]. 付宏刚,王建强,任志宇,闫鹏飞,于海涛,辛柏福,袁福龙. 高等学校化学学报. 2003(09)
[10]Fe3+-TiO2/SiO2光催化降解罗丹明B的研究[J]. 王建强,辛柏福,于海涛,任志宇,曲鹏飞,付宏刚. 高等学校化学学报. 2003(06)
本文编号：3538988
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