TiO 2 纳米管阵列的制备和改性及其光催化还原CO 2 性能的研究

发布时间：2023-11-04 14:33

　　光催化转化CO₂技术由于能够直接利用太阳能,并在常温常压下将CO₂还原成甲醇、乙醇等可燃物;纳米管阵列,因其高度有序的管状阵列、多孔结构以及极大的比表面积而具有优异的光催化性能引起研究者高度关注。本文利用阳极氧化法在纯钛片基底上制备形貌可控的TiO₂纳米管阵列(TNTA),光催化还原气相CO₂,并利用气相色谱仪定量分析产物产量,分别研究了不同的催化剂制备工艺参数、不同的CO₂体积流量、不同光源、不同光照强度等对光催化还原CO₂的产物产量的影响。同时对TNTA催化层进行改性处理,通过SEM、TEM、XRD、XPS、UV-vis等检测方法表征催化剂的结构特征、元素组成、化学状态以及吸收光谱等,并对其光催化转化CO₂产物产量的影响进行深入研究。本文主要研究内容及结果如下:(1)通过改变电解液的NH₄F浓度、外加电压和煅烧处理温度等工艺参数以制备不同条件下的TNTA,并以365nm紫外光为激发光源测试样品的性能。实验结果...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
创新点摘要
第一章 文献综述
    1.1 光催化反应机理概述
        1.1.1 光催化反应机理
        1.1.2 光催化还原CO₂反应原理
    1.2 光催化剂影响因素和改性
        1.2.1 光催化剂性能的影响因素
        1.2.2 TiO₂纳米管的光催化性能
        1.2.3 TiO₂纳米材料改性
    1.3 光催化反应器
    1.4 本文主要研究工作
第二章 实验部分
    2.1 实验所用化学试剂
    2.2 实验所用仪器设备
    2.3 TNTA的制备
        2.3.1 一维TNTA的制备
        2.3.2 改变性能参数的TNTA的制备
        2.3.3 RGO-TNTA的制备
    2.4 催化剂的表征
        2.4.1 X射线光电子能谱(XPS)
        2.4.2 紫外-可见吸收光谱(UV-vis)
        2.4.3 X射线衍射(XRD)
        2.4.4 电子扫描电镜(SEM)
        2.4.5 透射电子显微镜(TEM)
    2.5 TIO₂纳米管阵列载量和表面积
    2.6 光催化还原CO₂反应
        2.6.1 反应流程
        2.6.2 产物分析
第三章 TNTA制备工艺参数对其光催化还原CO₂性能的影响
    3.1 不同NH₄F浓度制备的TNTA的表征
        3.1.1 SEM形貌分析
        3.1.2 紫外-可见漫反射吸收光谱分析
        3.1.3 X 射线衍射分析
    3.2 外加电压对TNTA性能的影响
        3.2.1 SEM 形貌分析
        3.2.2 紫外-可见漫反射吸收光谱分析
        3.2.3 X射线衍射分析
    3.3 煅烧温度对TNTA性能的影响
        3.3.1 SEM形貌分析
        3.3.2 紫外-可见漫反射吸收光谱分析
        3.3.3 X射线衍射分析
    3.4 工艺参数对TNTA光催化还原CO₂的实验结果及分析
    3.5 本章小结
第四章 石墨烯修饰TNTA光催化还原CO₂的性能研究
    4.1 RGO-TNTA的表征分析
    4.2 紫外光下RGO-TNTA光催化还原CO₂实验结果及分析
        4.2.1 不同氧化石墨烯的浓度对性能的影响
        4.2.2 不同CO₂体积流量对性能的影响
        4.2.3 不同光照强度对性能的影响
    4.3 模拟可见光下RGO-TNTA光催化还原CO₂实验结果及分析
        4.3.1 不同氧化石墨烯的浓度对性能的影响
        4.3.2 不同CO₂体积流量对性能的影响
        4.3.3 不同可见光照强度对性能的影响
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
撰写与发表文章目录



本文编号：3860488