二维碳化物晶体Ti_3C_2及其复合材料的制备与净水性能研究

发布时间：2017-04-09 04:05

  本文关键词：二维碳化物晶体Ti_3C_2及其复合材料的制备与净水性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Ti_3C_2是一种具有类石墨烯结构的二维晶体碳化物,由于其特殊的片层结构,目前已得到广泛的研究。本文以Ti_3C_2为吸附剂研究了其对水中有机污染物的吸附性能,并且制备了Ti_3C_2复合纳米复合材料,研究了其光催化性能。Ti_3C_2对罗丹明B、甲基橙和亚甲基蓝等有机污染物都具有较好的吸附性能。随着温度的升高,Ti_3C_2对有机污染物的吸附能力也明显增强,且Ti_3C_2对甲基橙和亚甲基蓝的吸附性能力不及罗丹明B。由于Ti_3C_2极易被氧化生成TiO_2,经过不同温度氧化制备的TiO_2/C纳米复合材料具有很好的光催化性能,紫外灯辐照5 min后降解率可达90%,性能优于商用的P25。且光照10 min后基本降解完全。通过水热合成法成功制备了Ti_3C_2/TiO_2、Ti_3C_2/ZnO纳米复合材料,并在紫外灯照下,分别以MO和RhB为模拟污染物,研究其光催化性能。研究表明,Ti_3C_2/TiO_2纳米复合材料比纯的TiO_2光催化效果明显提高,但TiO_2的含量对Ti_3C_2/TiO_2纳米复合材料的光催化性能影响不大。Ti_3C_2/ZnO纳米复合材料的光催化效果不及纯的ZnO,这说明Ti_3C_2和ZnO之间并不能产生协同作用。此外,利用硝酸盐分解法成功的制备了一系列的Ti_3C_2/TiO_2/MxOy三元纳米复合材料,并以RhB为模拟污染物,研究了Ti_3C_2/TiO_2/CuO和Ti_3C_2/TiO_2/ZnO的光催化性能,研究表明,Ti_3C_2/TiO_2/CuO比Ti_3C_2/TiO_2/ZnO具有更高的催化活性。
【关键词】：Ti_3C_2 纳米复合材料 吸附 光催化
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ134.11;TB33
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 引言9-21
• 1.1 研究背景9
• 1.2 石墨烯基复合材料的研究进展9-13
• 1.2.1 石墨烯半导体氧化物复合材料的制备9-10
• 1.2.2 石墨烯金属颗粒复合材料的制备10-11
• 1.2.3 石墨烯基复合材料的光催化性能研究11-12
• 1.2.4 石墨烯基复合材料的吸附性能研究12-13
• 1.3 二维碳化物晶体MXene的研究进展13-19
• 1.3.1 MXene的制备13-15
• 1.3.2 MXene的结构与稳定性15-16
• 1.3.3 MXene的特性16
• 1.3.4 MXene的应用16-19
• 1.4 本课题的研究目的、内容和意义19-21
• 2 Ti_3C_2对有机污染物的吸附21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 实验部分21-23
• 2.2.1 实验试剂及原料21-22
• 2.2.2 实验仪器22
• 2.2.3 实验方法22-23
• 2.3 结果与讨论23-30
• 2.3.1 Ti_3C_2的表征分析23-25
• 2.3.2 Ti_3C_2对不同染料的吸附实验25-30
• 2.4 本章小结30-31
• 3 TiO_2/C纳米复合材料的制备及光催化性能研究31-37
• 3.1 引言31
• 3.2 实验部分31-33
• 3.2.1 实验试剂及材料31-32
• 3.2.2 实验仪器32
• 3.2.3 实验方法32-33
• 3.3 结果与讨论33-36
• 3.3.1 TiO_2/C的表征分析33-35
• 3.3.2 TiO_2/C纳米复合材料的光催化性能研究35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 Ti_3C_2复合半导体氧化物的制备及催化性能研究37-49
• 4.1 引言37
• 4.2 实验部分37-41
• 4.2.1 实验试剂及材料37-38
• 4.2.2 实验仪器38
• 4.2.3 实验方法38-41
• 4.3 结果与讨论41-47
• 4.4 本章小结47-49
• 5. 总结49-51
• 参考文献51-63
• 作者简介63-65
• 学位论文数据集65

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