｛001｝面TiO 2 的制备及其对有机染料光催化降解性能研究
发布时间：2025-02-05 13:45
TiO2光催化剂具有性质稳定、成本低、无毒和氧化性强等优点，可以光催化降解水和空气中的有毒、有害化合物，目前纳米TiO2光催化技术已被广泛应用于污水处理、空气净化、杀菌消毒、医疗技术、生物工程、制备环保新型材料等领域。但是目前TiO2光催化剂的实际应用存在两个主要问题：一是光生电子空穴复合率高、量子效率低；二是禁带宽度大（Eg=3.2eV），只能被紫外光激发，导致太阳能利用效率低。大量的研究都是围绕着如何克服这两大问题提高TiO2光催化活性而展开的，提高TiO2光催化活性的主要手段有光敏化、掺杂、改性及半导体复合等。研究表明，可以通过制备高活性晶面的TiO2来改善TiO2光催化活性。本文采用制备高活性的{001}面TiO2来提高其在紫外光下的光催化活性。 本文以钛酸四丁酯为钛源，HF为形貌控制剂，采用水热法，通过搅拌、陈化、干燥等过程制备不同反应温度和不同反应时间的{001}面纳米TiO2
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 纳米 TiO2光催化的概述
1.2.1 纳米 TiO2的晶型及结构
1.2.2 TiO2的光催化原理
1.3 影响光催化活性的因素
1.3.1 TiO2晶体结构
1.3.2 晶面的影响
1.3.3 粒径
1.3.4 缺陷
1.3.5 催化剂用量
1.3.6 pH 值
1.3.7 光强
1.3.8 有机污染物浓度
1.4 纳米 TiO2的制备方法
1.4.1 固相法
1.4.2 气相法
1.4.3 液相法
1.5 提高光催化活性的常用方法
1.5.1 TiO2表面染料光敏化
1.5.2 贵金属沉积
1.5.3 半导体复合
1.5.4 掺杂改性
1.5.4.1 金属离子掺杂
1.5.4.2 非金属离子掺杂
1.5.4.3 金属和非金属共掺杂改性
1.6 纳米 TiO2的应用
1.6.1 废水处理
1.6.2 空气净化
1.6.3 新能源开发
1.6.4 消毒杀菌
1.6.5 自洁净防雾材料
1.7 {001}面 TiO2光催化剂研究现状
1.8 有机染料废水处理现状
1.8.1 中国染料废水概况
1.8.2 染料废水的危害
1.8.3 染料废水的处理方法
1.8.3.1 物理法
1.8.3.2 化学法
1.8.3.3 生物法
1.8.3.4 光催化氧化技术
1.9 研究的目的，意义及内容
1.9.1 研究目的与意义
1.9.2 研究内容
第二章 实验材料与分析方法
2.1 实验药品与仪器分析
2.1.1 主要的化学试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 分析方法
2.2.1 X 射线粉末衍射(XRD)分析方法
2.2.2 紫外-可见(UV-vis)光谱分析方法
2.2.3 TEM
2.3 光催化性能评价
2.3.1 实验对象的选择
2.3.2 标准曲线的绘制
2.3.3 光催化反应实验
第三章 不同反应条件制备的{001}面 TiO2光催化剂
3.1 引言
3.2 {001}面 TiO2的制备方法
3.2.1 不同反应温度制备{001}面 TiO2的方法
3.2.2 不同反应时间制备{001}面 TiO2的方法
3.2.3 {101}面 TiO2光催化剂的制备方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 XRD 结果分析
3.3.2 TEM 分析
3.3.3 UV-vis 结果分析
3.4 小结
第四章 不同反应条件对{001}面 TiO2光催化活性的影响
4.1 引言
4.2 光催化降解实验
4.3 不同反应制备条件对{001}面 TiO2光催化活性影响分析
4.4 pH 值对光催化活性反应影响分析
4.5 不同投加量对光催化活性影响分析
4.6 不同表面 F 量对光催化活性反应影响分析
4.7 小结
第五章 {001}面 TiO2光催化降解有机染料
5.1 引言
5.2 光催化实验方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 酸性染料的光催化降解
5.3.2 碱性染料的光催化降解
5.3.3 酸性染料和碱性染料光催化降解的比较
5.4 小结
结论与展望
1 结论
2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：4029928
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 纳米 TiO2光催化的概述
1.2.1 纳米 TiO2的晶型及结构
1.2.2 TiO2的光催化原理
1.3 影响光催化活性的因素
1.3.1 TiO2晶体结构
1.3.2 晶面的影响
1.3.3 粒径
1.3.4 缺陷
1.3.5 催化剂用量
1.3.6 pH 值
1.3.7 光强
1.3.8 有机污染物浓度
1.4 纳米 TiO2的制备方法
1.4.1 固相法
1.4.2 气相法
1.4.3 液相法
1.5 提高光催化活性的常用方法
1.5.1 TiO2表面染料光敏化
1.5.2 贵金属沉积
1.5.3 半导体复合
1.5.4 掺杂改性
1.5.4.1 金属离子掺杂
1.5.4.2 非金属离子掺杂
1.5.4.3 金属和非金属共掺杂改性
1.6 纳米 TiO2的应用
1.6.1 废水处理
1.6.2 空气净化
1.6.3 新能源开发
1.6.4 消毒杀菌
1.6.5 自洁净防雾材料
1.7 {001}面 TiO2光催化剂研究现状
1.8 有机染料废水处理现状
1.8.1 中国染料废水概况
1.8.2 染料废水的危害
1.8.3 染料废水的处理方法
1.8.3.1 物理法
1.8.3.2 化学法
1.8.3.3 生物法
1.8.3.4 光催化氧化技术
1.9 研究的目的，意义及内容
1.9.1 研究目的与意义
1.9.2 研究内容
第二章 实验材料与分析方法
2.1 实验药品与仪器分析
2.1.1 主要的化学试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 分析方法
2.2.1 X 射线粉末衍射(XRD)分析方法
2.2.2 紫外-可见(UV-vis)光谱分析方法
2.2.3 TEM
2.3 光催化性能评价
2.3.1 实验对象的选择
2.3.2 标准曲线的绘制
2.3.3 光催化反应实验
第三章 不同反应条件制备的{001}面 TiO2光催化剂
3.1 引言
3.2 {001}面 TiO2的制备方法
3.2.1 不同反应温度制备{001}面 TiO2的方法
3.2.2 不同反应时间制备{001}面 TiO2的方法
3.2.3 {101}面 TiO2光催化剂的制备方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 XRD 结果分析
3.3.2 TEM 分析
3.3.3 UV-vis 结果分析
3.4 小结
第四章 不同反应条件对{001}面 TiO2光催化活性的影响
4.1 引言
4.2 光催化降解实验
4.3 不同反应制备条件对{001}面 TiO2光催化活性影响分析
4.4 pH 值对光催化活性反应影响分析
4.5 不同投加量对光催化活性影响分析
4.6 不同表面 F 量对光催化活性反应影响分析
4.7 小结
第五章 {001}面 TiO2光催化降解有机染料
5.1 引言
5.2 光催化实验方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 酸性染料的光催化降解
5.3.2 碱性染料的光催化降解
5.3.3 酸性染料和碱性染料光催化降解的比较
5.4 小结
结论与展望
1 结论
2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：4029928
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