论文摘要
光催化反应已经在能源、环保等领域等到了广泛应用。TiO2具有良好的光催化性能,且具有高效、节能、没有二次污染等优点,是最为理想的光催化剂之一。然而TiO2存在着一些固有缺陷,通过改性提高TiO2的可见光催化活性成为当前国内外光催化领域的研究热点。本文主要研究内容和结果如下：（1）采用静电纺丝技术结合溶胶过程成功制备出了PVP/Ti（OiPr）4微纳米纤维,研究了前躯体热处理温度对TiO2微纳米纤维生长和结构的影响,并采用差热-热重（DTA-TG）、X射线粉末衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）、红外光谱（FT-IR）等手段对样品进行了表征,以及对亚甲基蓝溶液进行可见光光催化降解实验。热处理温度达到500℃时,纤维直径明显变细,其结构为锐钛矿相,热处理温度达到600℃时,纤维直径略微变大,其结构开始由锐钛矿相向金红石相转化,热处理温度达到700℃时,纤维直径又略微变大,其结构完全转化为金红石相。热处理温度为500℃时,其光催化效果最好,这是因为500℃时TiO2结构为锐钛矿相,热处理温度为600℃和700℃时,其光催化效果有所降低,这是因为TiO2结构由锐钛矿相转化为金红石相。可见光催化实验显示煅烧温度在500℃时的纤维,催化性能最好,降解效率可以达到42.4%,并且催化剂存在一个最佳的浓度,最佳浓度为30mg/L。（2）采用静电纺丝技术结合溶胶过程成功制备出了PVP/Ti（OiPr）4、Gd（NO3）3、PVP/Ti（OiPr）4/Pr（NO3）3微纳米纤维,采用差热-热重（DTA-TG）、场发射扫描电镜（FE-SEM）、红外光谱（FT-IR）、X射线粉末衍射（XRD）等手段对样品进行了表征,以及对亚甲基蓝溶液进行可见光光催化降解实验。热处理温度达到500℃时,其结构为锐钛矿相,当热处理温度达到700℃时,其样品结构始终为锐钛矿相,掺杂Gd3+后的TiO2颗粒比纯TiO2颗粒要小的多,Gd3+的掺入强烈地抑制了TiO2的结晶过程,也明显的提高了TiO2晶型转换的温度。可见光催化实验显示煅烧温度在700℃时的纤维,催化性能最好,并且在Gd3+掺杂为2%时,纤维的催化性能最好。在相同温度,相同掺杂比例下,pr3+掺杂光催化活性没有Gd3+掺杂好。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 光催化简介1.1.1 光催化剂的原理1.1.2 光催化剂活性的影响因素1.1.3 光催化材料研究现状与发展趋势2的简介'>1.2 纳米TiO2的简介2的结构'>1.2.1 纳米TiO2的结构2的制备方法'>1.2.2 纳米TiO2的制备方法2光催化剂改性'>1.3 TiO2光催化剂改性1.4 静电纺丝技术1.4.1 静电纺丝技术的原理1.4.2 影响纤维形貌的主要因素1.5 静电纺丝技术研究的展望1.6 本论文的选题背景和主要研究内容第二章 实验部分2.1 主要试剂2.2 主要仪器2.3 材料制备2.4 材料的结构表征与性能测试2.4.1 物相及结构分析2.4.2 扫描电镜分析2.4.3 差热-热重分析2微纳米纤维的制备、表征及光催化性能'>第三章 TiO2微纳米纤维的制备、表征及光催化性能3.1 引言3.2 实验过程3.2.1 前驱体溶液的制备4复合纤维的制备'>3.2.2 PVP/Ti（OiPr）4复合纤维的制备3.2.3 前躯体纤维的热处理2微纳米纤维的光催化降解实验'>3.2.4 TiO2微纳米纤维的光催化降解实验3.3 结果与讨论3.3.1 TG-DTA分析3.3.2 FT-IR分析3.3.3 XRD分析3.3.4 FE-SEM分析3.3.5 光催化降解实验3.4 小结2/Gd2O3微纳米纤维的制备、表征及其光催化性能'>第四章 TiO2/Gd2O3微纳米纤维的制备、表征及其光催化性能4.1 引言4.2 实验过程4.2.1 前躯体溶液配制4.2.2 PVP/GTO复合纤维的制备2/Gd2O3微纳米纤维的制备'>4.2.3 TiO2/Gd2O3微纳米纤维的制备4.2.4 样品的光催化活性评价4.3 结果与讨论4.3.1 TG-DTA分析4.3.2 XRD分析4.3.3 FE-SEM分析4.3.4 光催化降解实验3+掺杂TiO2与纯TiO2实验对比'>4.4 2%Gd3+掺杂TiO2与纯TiO2实验对比4.4.1 FT-IR分析4.4.2 FE-SEM分析4.4.3 XRD分析4.4.4 光催化降解实验3+掺杂TiO2与2%Pr3+掺杂TiO2实验对比'>4.5 2%Gd3+掺杂TiO2与2%Pr3+掺杂TiO2实验对比4.5.1 实验过程4.5.2 XRD分析4.5.3 光催化降解实验4.6 小结结论参考文献致谢作者简介攻读硕士学位期间研究成果
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标签：静电纺丝论文; 纳米纤维论文; 光催化降解论文;
稀土掺杂TiO2微纳米材料的电纺制备及其光催化性能
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