本文主要研究内容
作者秦锐（2019）在《二氧化钛光催化剂的制备、改性及光催化性能研究》一文中研究指出：在最近的几十年里,水污染问题已经受到世界各地越来越多人士的关注。富含有机物的水导致大量微生物充满水源,进而破坏了生态平衡。如何解决水质富营养化已经成为社会关注的焦点问题。二氧化钛作为重要的氧化物催化剂之一,已经广泛应用于环境和能源领域。在TiO2的几个晶相中,锐钛矿型TiO2由于其在催化领域的优异性能而吸引了很多研究人员。随着TiO2光催化剂研究的进一步深入,人们发现TiO2光生空穴/电子对的高复合率和宽带隙限制了TiO2光催化剂在实际中的应用。因此,使用更低的成本合成具有优异光催化性能的TiO2材料,仍然是研究人员面临的巨大挑战。本文主要用简易的溶剂热法合成具有不同微观形貌的TiO2光催化剂,并且对其晶体结构、改性以及光催化活性等方面进行研究。其主要内容可归纳为以下四个方面:(1)采用溶剂热法在不同温度下制备了三维球形锐钛矿型TiO2光催化剂。X射线衍射(XRD)显示所得样品是高纯度的锐钛矿结构。扫描电子显微镜(SEM)表明,TiO2样品的形貌为球形微观结构,并且可通过改变溶剂热反应温度来控制。在反应温度为150℃、175℃和200℃下制备的TiO2光催化剂的带隙分别为3.16eV、3.09 eV和3.11 eV。采用紫外光照射罗丹明B水溶液的降解速率来评价所制备的TiO2的光催化性能。实验结果显示,所合成的TiO2光催化剂对罗丹明B的光降解表现出优异的性能,优于商品化的P25。根据实验结果分析可知,TiO2光催化剂的光催化性能在很大程度上取决于晶体的带隙,结晶度和晶体尺寸的共同作用。(2)以硫酸钛为钛源,采用简易的溶剂热法在110 ℃成功获得了具有三维管状分级结构的TiO2样品。实验结果表明该产物是高纯度的锐钛矿相。扫描电子显微镜和透射电子显微镜图片表明所合成的TiO2样品的形貌为三维管状分层TiO2微观结构。样品的禁带宽度为3.22 eV,略微高于块状TiO2(3.2 eV)。三维管状TiO2分级结构具有高达136.74 m2/g的比表面积。采用紫外光照射罗丹明B水溶液的降解速率来评价所制备的TiO2的光催化性能。结果测得三维管状TiO2分级结构对罗丹明B水溶液的分解速率为0.018 min-1,明显优于商业P25(0.013 min-1)。(3)为了进一步增强TiO2样品的光催化活性,采用简易的水热法制备了ZnO、Ti02和TiO2-ZnO复合光催化剂。从制备样品的Tauc图中,得出ZnO、TiO2和TiO2-ZnO复合光催化剂的带隙分别为3.34eV、3.22 eV和3.12 eV。采用可见光照射罗丹明B水溶液的降解速率来评价所制备样品的光催化性能。其中ZnO、P25、TiO2和TiO2-ZnO复合光催化剂降解目标污染物的速率常数分别为0.0023 min-1、0.0059 min-1、0.0085 min-1和0.011 min-1。制备的TiO2-ZnO复合光催化剂在对罗丹明B水溶液的光降解中表现出优异的性能。根据实验结果分析,样品光催化性能增强可归因于晶格畸变引起的晶体缺陷、更低的禁带宽度以及较低的空穴/电子对复合率。此外,TiO2-ZnO复合光催化剂在可见光下对罗丹明B光降解具有良好的稳定性。(4)在室温下采用简单的溶剂热法制备了Ag/TiO2空心结构。实验结果显示纯TiO2样品为高纯度的锐钛矿相TiO2,并且其微观结构为高比表面积的空心结构。测得P25、纯TiO2和Ag/TiO2空心结构在可见光下降解罗丹明B污染物的速率常数分别为0.0041 min-1、0.0088 min-1和0.0133 min-1,测试结果表明Ag/TiO2空心结构具有优异的光催化活性。其主要原因在于金属银在光催化过程中可作为光生电子的临时聚集地,可加快光生空穴/电子对的分离并且阻碍其复合,从而增加了Ag/TiO2空心结构的光催化性能。
Abstract
zai zui jin de ji shi nian li ,shui wu ran wen ti yi jing shou dao shi jie ge de yue lai yue duo ren shi de guan zhu 。fu han you ji wu de shui dao zhi da liang wei sheng wu chong man shui yuan ,jin er po huai le sheng tai ping heng 。ru he jie jue shui zhi fu ying yang hua yi jing cheng wei she hui guan zhu de jiao dian wen ti 。er yang hua tai zuo wei chong yao de yang hua wu cui hua ji zhi yi ,yi jing an fan ying yong yu huan jing he neng yuan ling yu 。zai TiO2de ji ge jing xiang zhong ,rui tai kuang xing TiO2you yu ji zai cui hua ling yu de you yi xing neng er xi yin le hen duo yan jiu ren yuan 。sui zhao TiO2guang cui hua ji yan jiu de jin yi bu shen ru ,ren men fa xian TiO2guang sheng kong xue /dian zi dui de gao fu ge lv he kuan dai xi xian zhi le TiO2guang cui hua ji zai shi ji zhong de ying yong 。yin ci ,shi yong geng di de cheng ben ge cheng ju you you yi guang cui hua xing neng de TiO2cai liao ,reng ran shi yan jiu ren yuan mian lin de ju da tiao zhan 。ben wen zhu yao yong jian yi de rong ji re fa ge cheng ju you bu tong wei guan xing mao de TiO2guang cui hua ji ,bing ju dui ji jing ti jie gou 、gai xing yi ji guang cui hua huo xing deng fang mian jin hang yan jiu 。ji zhu yao nei rong ke gui na wei yi xia si ge fang mian :(1)cai yong rong ji re fa zai bu tong wen du xia zhi bei le san wei qiu xing rui tai kuang xing TiO2guang cui hua ji 。Xshe xian yan she (XRD)xian shi suo de yang pin shi gao chun du de rui tai kuang jie gou 。sao miao dian zi xian wei jing (SEM)biao ming ,TiO2yang pin de xing mao wei qiu xing wei guan jie gou ,bing ju ke tong guo gai bian rong ji re fan ying wen du lai kong zhi 。zai fan ying wen du wei 150℃、175℃he 200℃xia zhi bei de TiO2guang cui hua ji de dai xi fen bie wei 3.16eV、3.09 eVhe 3.11 eV。cai yong zi wai guang zhao she luo dan ming Bshui rong ye de jiang jie su lv lai ping jia suo zhi bei de TiO2de guang cui hua xing neng 。shi yan jie guo xian shi ,suo ge cheng de TiO2guang cui hua ji dui luo dan ming Bde guang jiang jie biao xian chu you yi de xing neng ,you yu shang pin hua de P25。gen ju shi yan jie guo fen xi ke zhi ,TiO2guang cui hua ji de guang cui hua xing neng zai hen da cheng du shang qu jue yu jing ti de dai xi ,jie jing du he jing ti che cun de gong tong zuo yong 。(2)yi liu suan tai wei tai yuan ,cai yong jian yi de rong ji re fa zai 110 ℃cheng gong huo de le ju you san wei guan zhuang fen ji jie gou de TiO2yang pin 。shi yan jie guo biao ming gai chan wu shi gao chun du de rui tai kuang xiang 。sao miao dian zi xian wei jing he tou she dian zi xian wei jing tu pian biao ming suo ge cheng de TiO2yang pin de xing mao wei san wei guan zhuang fen ceng TiO2wei guan jie gou 。yang pin de jin dai kuan du wei 3.22 eV,lve wei gao yu kuai zhuang TiO2(3.2 eV)。san wei guan zhuang TiO2fen ji jie gou ju you gao da 136.74 m2/gde bi biao mian ji 。cai yong zi wai guang zhao she luo dan ming Bshui rong ye de jiang jie su lv lai ping jia suo zhi bei de TiO2de guang cui hua xing neng 。jie guo ce de san wei guan zhuang TiO2fen ji jie gou dui luo dan ming Bshui rong ye de fen jie su lv wei 0.018 min-1,ming xian you yu shang ye P25(0.013 min-1)。(3)wei le jin yi bu zeng jiang TiO2yang pin de guang cui hua huo xing ,cai yong jian yi de shui re fa zhi bei le ZnO、Ti02he TiO2-ZnOfu ge guang cui hua ji 。cong zhi bei yang pin de Tauctu zhong ,de chu ZnO、TiO2he TiO2-ZnOfu ge guang cui hua ji de dai xi fen bie wei 3.34eV、3.22 eVhe 3.12 eV。cai yong ke jian guang zhao she luo dan ming Bshui rong ye de jiang jie su lv lai ping jia suo zhi bei yang pin de guang cui hua xing neng 。ji zhong ZnO、P25、TiO2he TiO2-ZnOfu ge guang cui hua ji jiang jie mu biao wu ran wu de su lv chang shu fen bie wei 0.0023 min-1、0.0059 min-1、0.0085 min-1he 0.011 min-1。zhi bei de TiO2-ZnOfu ge guang cui hua ji zai dui luo dan ming Bshui rong ye de guang jiang jie zhong biao xian chu you yi de xing neng 。gen ju shi yan jie guo fen xi ,yang pin guang cui hua xing neng zeng jiang ke gui yin yu jing ge ji bian yin qi de jing ti que xian 、geng di de jin dai kuan du yi ji jiao di de kong xue /dian zi dui fu ge lv 。ci wai ,TiO2-ZnOfu ge guang cui hua ji zai ke jian guang xia dui luo dan ming Bguang jiang jie ju you liang hao de wen ding xing 。(4)zai shi wen xia cai yong jian chan de rong ji re fa zhi bei le Ag/TiO2kong xin jie gou 。shi yan jie guo xian shi chun TiO2yang pin wei gao chun du de rui tai kuang xiang TiO2,bing ju ji wei guan jie gou wei gao bi biao mian ji de kong xin jie gou 。ce de P25、chun TiO2he Ag/TiO2kong xin jie gou zai ke jian guang xia jiang jie luo dan ming Bwu ran wu de su lv chang shu fen bie wei 0.0041 min-1、0.0088 min-1he 0.0133 min-1,ce shi jie guo biao ming Ag/TiO2kong xin jie gou ju you you yi de guang cui hua huo xing 。ji zhu yao yuan yin zai yu jin shu yin zai guang cui hua guo cheng zhong ke zuo wei guang sheng dian zi de lin shi ju ji de ,ke jia kuai guang sheng kong xue /dian zi dui de fen li bing ju zu ai ji fu ge ,cong er zeng jia le Ag/TiO2kong xin jie gou de guang cui hua xing neng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自安徽大学的秦锐，发表于刊物安徽大学2019-07-03论文，是一篇关于溶剂热法论文,二氧化钛论文,光催化剂论文,光催化性能论文,安徽大学2019-07-03论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自安徽大学2019-07-03论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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