TiO 2 /空心微珠光催化材料的制备及光催化性能研究
发布时间：2021-06-09 19:49
纯TiO2由于稳定性好、无毒且制备成本低,而倍受研究者关注。但实际应用存在一定局限性,如激发产生的光生电子和空穴（e--h+）易复合,光催化效率低和难以多次循环利用。本文针对以上不足,开发了以粉煤灰空心微珠为载体的"负载型La掺杂/GO复合光催化剂",不仅提高了 TiO2光催化效率,而且实现了光催化材料的循环利用。采用溶胶-凝胶法,以过渡金属元素、稀土元素以及非金属元素和碳质材料等为改性剂,制备了掺杂或复合改性的TiO2并探索了其光催化改性效率。结果表明La掺杂和氧化石墨烯（GO）复合对TiO2光催化性能改性效果显著。在初步研究基础上制备了不同掺杂含量的La-TiO2和不同复合含量的TiO2/GO粉体。通过对La-TiO2的XRD结果发现,La的掺杂可使La-TiO2晶粒尺寸细化,荧光光谱测试结果表明,La掺杂可减弱e--h+的复合,UV-visDRS表明La掺杂还可以缩小样品的带隙宽度,促进其吸收光谱红移;当L...
【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
1.1 TiO_2光催化概述
1.1.1 TiO_2光催化基本原理
1.1.2 TiO_2光催化效率的影响因素
1.2 TiO_2光催化剂改性方法概述
1.2.1 金属离子掺杂
1.2.2 氧化石墨烯复合
1.2.3 非金属离子掺杂
1.2.4 贵重金属沉积
1.2.5 表面光敏化
1.3 粉煤灰负载型TiO_2国内外研究现状
1.4 选题依据
1.5 论文的难点和创新点
1.5.1 难点
1.5.2 创新点
1.6 研究方案和技术路线
1.6.1 课题来源
1.6.2 技术路线
1.6.3 研究内容
2 实验原料、仪器与研究方法
2.1 实验药剂和实验仪器
2.2 TiO_2光催化剂的制备方法
2.3 样品的表征方法简介
2.4 样品的光催化性能评价
2.4.1 光催化降解MB溶液
2.4.2 光催化降解石化二级出水
3 TiO_2粉体的改性探索研究
3.1 引言
3.2 过渡金属元素掺杂TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.2.1 Fe-TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.2.2 Co、Ni、Zn和Cu掺杂TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.3 稀土La、Ce元素掺杂TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.3.1 La、Ce-TiO_2粉体的制备
3.3.2 La、Ce-TiO_2粉体的光催化性能研究
3.4 非金属元素掺杂TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.4.1 Tu、N-TiO_2粉体的制备
3.4.2 Tu、N-TiO_2粉体的光催化性能研究
3.5 碳质材料复合TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.5.1 氧化石墨烯复合TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.5.2 石墨粉复合TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.6 所有改性TiO_2粉体光催化性能对比
3.7 本章小结
4 La掺杂TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
4.1 引言
4.2 不同La掺杂量TiO_2粉体的制备
4.3 La掺杂TiO_2粉体的表征
4.3.1 XRD分析
4.3.2 TEM分析
4.3.3 UV-Vis DRS分析
4.3.4 PL分析
4.3.5 XPS分析
4.4 La掺杂TiO_2粉体的光催化性能评价
4.4.1 La掺杂量对光催化降解MB的影响
4.4.2 0.50%La-TiO_2光催化降解石化二级出水的研究
4.5 本章小结
5 La掺杂和GO复合共改性TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
5.1 引言
5.2 TiO_2/GO粉体的制备
5.3 TiO_2/GO粉体的表征
5.3.1 XRD分析
5.3.2 UV-Vis DRS分析
5.3.3 PL分析
5.4 TiO_2/GO粉体的光催化性能评价
5.4.1 GO复合量对TiO_2/GO粉体光催化降解MB的影响
5.4.2 TiO_2/(0.50%)GO粉体光催化降解石化二级出水
5.4.3 小结
5.5 0.50%La-TiO_2/(0.50%)GO粉体的制备及光催化性能评价
5.5.1 0.50%La-TiO_2/(0.50%)GO粉体的制备
5.5.2 0.50%La-TiO_2/(0.50%)GO粉体的光催化性能评价
5.6 本章小结
6 空心微珠负载型La-TiO_2/GO的制备及光催化性能研究
6.1 引言
6.2 粉煤灰空心微珠的分选、清洗及表征分析
6.2.1 粉煤灰空心微珠的分选和清洗
6.2.2 粉煤灰空心微珠的表征分析
6.3 浸渍法制备负载型La-TiO_2/GO及其光催化性能研究
6.3.1 浸渍法制备实验
6.3.2 材料表征
6.3.3 光催化性能评价
6.3.4 小结
6.4 流化床喷雾法制备负载型La-TiO_2/GO及其光催化性能研究
6.4.1 流化床喷雾法制备实验
6.4.2 材料表征
6.4.3 光催化性能评价
6.5 石化二级出水光催化降解实验
6.5.1 光催化剂添加量对光催化降解石化废水的影响
6.5.2 光催化剂使用次数对光催化降解石化废水的影响
6.6 本章小结
7 结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2-rGO制备及其对亚甲基蓝溶液的降解[J]. 刘晶晶,宋存义,童震松. 环境工程学报. 2015(10)
[2]La/TiO2制备及其光催化降解浮选药剂酯-105的研究[J]. 罗仙平,陈春飞,梁任章,王俊蔚,王春英. 稀有金属. 2015(11)
[3]Gd–La codoped TiO2 nanoparticles as solar photocatalysts[J]. Meng Wang,Xiaoyu Xu,Lin Lin,Dannong He. Progress in Natural Science:Materials International. 2015(01)
[4]Fe3+/TiO2纳米薄膜的亲水性及光催化性能[J]. 彭寿,操芳芳,金良茂. 纳米技术与精密工程. 2014(06)
[5]La掺杂SiO2/TiO2纳米粉体的制备及其光催化性能[J]. 李艳廷,孙秀果,王育华,司华艳,杨民力,彭政. 稀有金属. 2014(03)
[6]Cu离子掺杂TiO2光催化材料的研究进展[J]. 宋兵,郑水林,李慧,孙建之,侯会丽. 硅酸盐通报. 2013(11)
[7]Preparation and Characterization of Buoyant Nitrogen-doped TiO2 Composites Supported by Fly Ash Cenospheres for Photocatalytic Applications[J]. Chuang Li,Bing Wang,Hao Cui,Jianping Zhai,Qin Li. Journal of Materials Science & Technology. 2013(09)
[8]臭氧预氧化对石化污水厂二级出水水质的作用[J]. 高祯,吴昌永,周岳溪,宋嘉美,刘明国,常丽君. 化工学报. 2013(09)
[9]Fe3+掺杂TiO2溶胶的低温制备及其光催化性能[J]. 汪洋,樊新民,魏小飞,洪洋. 硅酸盐通报. 2012(01)
[10]CdS、Ag+掺杂改性纳米TiO2光催化降解甲基橙动力学研究[J]. 李琴. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
博士论文
[1]“All-in-One”TiO2复合光催化剂的制备及对水体中典型有机污染物降解研究[D]. 姜文风.大连理工大学 2013
[2]TiO2/沸石复合材料的光催化性能研究及其在造纸工业的初步应用[D]. 陈华.华南理工大学 2012
[3]基于有机废水降解的表面修饰型空心微珠负载TiO2复合光催化剂的制备及降解行为和机理研究[D]. 霍鹏伟.江苏大学 2011
硕士论文
[1]掺杂二氧化钛纳米粉体的制备及其光催化性能的研究[D]. 张桓铭.吉林大学 2014
[2]Fenton氧化处理石化二级出水的试验研究[D]. 张雪.兰州交通大学 2014
[3]氮掺杂二氧化钛的制备及其光催化性能研究[D]. 王玉.吉林大学 2013
[4]非金属与稀土元素镧共掺杂二氧化钛光催化剂的制备及光催化性能研究[D]. 兰茜.华东理工大学 2013
[5]石化废水深度处理及回用工艺研究[D]. 任博.北京交通大学 2011
[6]TiO2/漂珠负载型光催化剂的制备及其光催化性能的研究[D]. 暴新建.大连海事大学 2010
[7]稀土掺杂纳米TiO2薄膜光催化特性研究[D]. 谭敏.中南大学 2008
[8]掺杂二氧化钛光催化剂的制备及光催化性能研究[D]. 胡燕.中国石油大学 2007
[9]氮掺杂二氧化钛的制备及其光催化性能的研究[D]. 陈旭.福州大学 2005
本文编号：3221206
【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
1.1 TiO_2光催化概述
1.1.1 TiO_2光催化基本原理
1.1.2 TiO_2光催化效率的影响因素
1.2 TiO_2光催化剂改性方法概述
1.2.1 金属离子掺杂
1.2.2 氧化石墨烯复合
1.2.3 非金属离子掺杂
1.2.4 贵重金属沉积
1.2.5 表面光敏化
1.3 粉煤灰负载型TiO_2国内外研究现状
1.4 选题依据
1.5 论文的难点和创新点
1.5.1 难点
1.5.2 创新点
1.6 研究方案和技术路线
1.6.1 课题来源
1.6.2 技术路线
1.6.3 研究内容
2 实验原料、仪器与研究方法
2.1 实验药剂和实验仪器
2.2 TiO_2光催化剂的制备方法
2.3 样品的表征方法简介
2.4 样品的光催化性能评价
2.4.1 光催化降解MB溶液
2.4.2 光催化降解石化二级出水
3 TiO_2粉体的改性探索研究
3.1 引言
3.2 过渡金属元素掺杂TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.2.1 Fe-TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.2.2 Co、Ni、Zn和Cu掺杂TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.3 稀土La、Ce元素掺杂TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.3.1 La、Ce-TiO_2粉体的制备
3.3.2 La、Ce-TiO_2粉体的光催化性能研究
3.4 非金属元素掺杂TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.4.1 Tu、N-TiO_2粉体的制备
3.4.2 Tu、N-TiO_2粉体的光催化性能研究
3.5 碳质材料复合TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.5.1 氧化石墨烯复合TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.5.2 石墨粉复合TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
3.6 所有改性TiO_2粉体光催化性能对比
3.7 本章小结
4 La掺杂TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
4.1 引言
4.2 不同La掺杂量TiO_2粉体的制备
4.3 La掺杂TiO_2粉体的表征
4.3.1 XRD分析
4.3.2 TEM分析
4.3.3 UV-Vis DRS分析
4.3.4 PL分析
4.3.5 XPS分析
4.4 La掺杂TiO_2粉体的光催化性能评价
4.4.1 La掺杂量对光催化降解MB的影响
4.4.2 0.50%La-TiO_2光催化降解石化二级出水的研究
4.5 本章小结
5 La掺杂和GO复合共改性TiO_2粉体的制备及光催化性能研究
5.1 引言
5.2 TiO_2/GO粉体的制备
5.3 TiO_2/GO粉体的表征
5.3.1 XRD分析
5.3.2 UV-Vis DRS分析
5.3.3 PL分析
5.4 TiO_2/GO粉体的光催化性能评价
5.4.1 GO复合量对TiO_2/GO粉体光催化降解MB的影响
5.4.2 TiO_2/(0.50%)GO粉体光催化降解石化二级出水
5.4.3 小结
5.5 0.50%La-TiO_2/(0.50%)GO粉体的制备及光催化性能评价
5.5.1 0.50%La-TiO_2/(0.50%)GO粉体的制备
5.5.2 0.50%La-TiO_2/(0.50%)GO粉体的光催化性能评价
5.6 本章小结
6 空心微珠负载型La-TiO_2/GO的制备及光催化性能研究
6.1 引言
6.2 粉煤灰空心微珠的分选、清洗及表征分析
6.2.1 粉煤灰空心微珠的分选和清洗
6.2.2 粉煤灰空心微珠的表征分析
6.3 浸渍法制备负载型La-TiO_2/GO及其光催化性能研究
6.3.1 浸渍法制备实验
6.3.2 材料表征
6.3.3 光催化性能评价
6.3.4 小结
6.4 流化床喷雾法制备负载型La-TiO_2/GO及其光催化性能研究
6.4.1 流化床喷雾法制备实验
6.4.2 材料表征
6.4.3 光催化性能评价
6.5 石化二级出水光催化降解实验
6.5.1 光催化剂添加量对光催化降解石化废水的影响
6.5.2 光催化剂使用次数对光催化降解石化废水的影响
6.6 本章小结
7 结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2-rGO制备及其对亚甲基蓝溶液的降解[J]. 刘晶晶,宋存义,童震松. 环境工程学报. 2015(10)
[2]La/TiO2制备及其光催化降解浮选药剂酯-105的研究[J]. 罗仙平,陈春飞,梁任章,王俊蔚,王春英. 稀有金属. 2015(11)
[3]Gd–La codoped TiO2 nanoparticles as solar photocatalysts[J]. Meng Wang,Xiaoyu Xu,Lin Lin,Dannong He. Progress in Natural Science:Materials International. 2015(01)
[4]Fe3+/TiO2纳米薄膜的亲水性及光催化性能[J]. 彭寿,操芳芳,金良茂. 纳米技术与精密工程. 2014(06)
[5]La掺杂SiO2/TiO2纳米粉体的制备及其光催化性能[J]. 李艳廷,孙秀果,王育华,司华艳,杨民力,彭政. 稀有金属. 2014(03)
[6]Cu离子掺杂TiO2光催化材料的研究进展[J]. 宋兵,郑水林,李慧,孙建之,侯会丽. 硅酸盐通报. 2013(11)
[7]Preparation and Characterization of Buoyant Nitrogen-doped TiO2 Composites Supported by Fly Ash Cenospheres for Photocatalytic Applications[J]. Chuang Li,Bing Wang,Hao Cui,Jianping Zhai,Qin Li. Journal of Materials Science & Technology. 2013(09)
[8]臭氧预氧化对石化污水厂二级出水水质的作用[J]. 高祯,吴昌永,周岳溪,宋嘉美,刘明国,常丽君. 化工学报. 2013(09)
[9]Fe3+掺杂TiO2溶胶的低温制备及其光催化性能[J]. 汪洋,樊新民,魏小飞,洪洋. 硅酸盐通报. 2012(01)
[10]CdS、Ag+掺杂改性纳米TiO2光催化降解甲基橙动力学研究[J]. 李琴. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
博士论文
[1]“All-in-One”TiO2复合光催化剂的制备及对水体中典型有机污染物降解研究[D]. 姜文风.大连理工大学 2013
[2]TiO2/沸石复合材料的光催化性能研究及其在造纸工业的初步应用[D]. 陈华.华南理工大学 2012
[3]基于有机废水降解的表面修饰型空心微珠负载TiO2复合光催化剂的制备及降解行为和机理研究[D]. 霍鹏伟.江苏大学 2011
硕士论文
[1]掺杂二氧化钛纳米粉体的制备及其光催化性能的研究[D]. 张桓铭.吉林大学 2014
[2]Fenton氧化处理石化二级出水的试验研究[D]. 张雪.兰州交通大学 2014
[3]氮掺杂二氧化钛的制备及其光催化性能研究[D]. 王玉.吉林大学 2013
[4]非金属与稀土元素镧共掺杂二氧化钛光催化剂的制备及光催化性能研究[D]. 兰茜.华东理工大学 2013
[5]石化废水深度处理及回用工艺研究[D]. 任博.北京交通大学 2011
[6]TiO2/漂珠负载型光催化剂的制备及其光催化性能的研究[D]. 暴新建.大连海事大学 2010
[7]稀土掺杂纳米TiO2薄膜光催化特性研究[D]. 谭敏.中南大学 2008
[8]掺杂二氧化钛光催化剂的制备及光催化性能研究[D]. 胡燕.中国石油大学 2007
[9]氮掺杂二氧化钛的制备及其光催化性能的研究[D]. 陈旭.福州大学 2005
本文编号：3221206
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