改性纳米二氧化钛的制备及其光催化降解性能的研究

论文摘要

纳米TiO2光催化剂是一种近十年来被广泛研究的新型环保材料，可应用在废水的处理、杀菌、室内环境净化等方面，应用前景十分广阔。但由于TiO2光催化剂对紫外光有依赖以及TiO2的催化效率、使用寿命等因素限制了它的应用。本文用1000W氙灯模拟太阳光，利用溶胶-凝胶法制备出掺杂锌、锡及锌-锡复合掺杂改性的纳米TiO2光催化剂。通过X射线衍射（xRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见光漫反射（UV-Vis）等现代测试技术分析和研究了所制备的纳米TiO2的微观结构、组织及性能，并探讨了影响纳米TiO2光催化性能的各种因素。研究结果表明，利用溶胶-凝胶法可以获得纳米级TiO2，单一晶粒尺寸为10-15nm。经过分析，锌的掺杂对二氧化钛晶形的转变几乎没有影响或影响很小，而锡的掺杂则降低了锐钛矿向金红石转变的温度。此外，锌的掺杂提高了TiO2对紫外光的吸光度，锡的掺杂虽然降低了TiO2对紫外光的吸光度，同时也提高了对波长在350-450nm范围内的光的吸光度，发生“红移”。复合掺杂0.5％Zn、1％Sn的Zn2+／Sn4+／TiO2催化剂具有最高的光催化活性，较纯TiO2（美国产纳米锐钛矿光催化剂）提高了10％，较自制纯TiO2提高了14％。其次掺杂量为0.5％的Zn2+／TiO2和掺杂量为5％的Sn4+／TiO2，均较纯TiO2（美国产纳米锐钛矿光催化剂）提高了约8％。

论文目录

摘要

ABSTRACT

致谢

前言

第一章绪论

1.1 引言

1.2 光催化反应原理

2光催化剂的制备'>1.3 纳米 TiO₂光催化剂的制备

1.3.1 液相合成法

1.3.2 气相合成法

2光催化技术存在的问题及发展方向'>1.4 TiO₂光催化技术存在的问题及发展方向

1.4.1 光催化技术存在的问题

2光催化效率的途径'>1.4.2 提高 TiO₂光催化效率的途径

1.5 本论文的研究内容

第二章实验材料及方法

2.1 实验试剂及仪器

2的制备方法'>2.2 掺杂型纳米 TiO₂的制备方法

2.3 模拟污染物的选择及检测方法

2.3.1 模拟污染物的选择

2.3.2 对硝基苯酚的检测方法

2.4 催化剂的表征方法

2.4.1 光催化降解性能分析

2.4.2 X射线衍射分析（XRD）

2.4.3 透射电子显微（TEM）分析

2.5 光催化反应动力学分析原理

2+/TiO₂光催化剂的制备、表征及光催化性能研究'>第三章 Zn²⁺/TiO₂光催化剂的制备、表征及光催化性能研究

2+/TiO₂催化剂的制备'>3.1 Zn²⁺/TiO₂催化剂的制备

2+/TiO₂光催化剂的表征'>3.2 Zn²⁺/TiO₂光催化剂的表征

3.2.1 X射线衍射分析（XRD）

3.2.2 透射电镜分析（TEM）

3.2.3 紫外-可见光漫反射分析（UV-Vis）

2+/TiO₂光催化降解对硝基苯酚的动力学研究'>3.3 Zn²⁺/TiO₂光催化降解对硝基苯酚的动力学研究

3.3.1 催化剂投加量对光催化反应效果的影响

3.3.2 溶液初始浓度对光催化反应效果的影响

3.3.3 溶液pH值对光催化反应效果的影响

3.4 不同光催化剂光降解的对比实验

3.5 本章小结

4+/TiO₂光催化剂的制备、表征及光催化性能研究'>第四章 Sn⁴⁺/TiO₂光催化剂的制备、表征及光催化性能研究

4+/TiO₂催化剂的制备'>4.1 Sn⁴⁺/TiO₂催化剂的制备

4+/TiO₂光催化剂的表征'>4.2 Sn⁴⁺/TiO₂光催化剂的表征

4.2.1 X射线衍射分析（XRD）

4.2.2 透射电镜分析（TEM）

4.2.3 紫外-可见光漫反射分析

4+/TiO₂光催化降解对硝基苯酚的动力学研究'>4.3 Sn⁴⁺/TiO₂光催化降解对硝基苯酚的动力学研究

4.3.1 催化剂投加量对光催化反应效果的影响

4.3.2 溶液初始浓度对光催化反应效果的影响

4.4 不同光催化剂光降解的对比实验

4.5 本章小结

第五章复合掺杂光催化剂的制备、表征及光催化性能研究

2+/Sn⁴⁺/TiO₂催化剂的制备'>5.1 Zn²⁺/Sn⁴⁺/TiO₂催化剂的制备

2+/Sn⁴⁺/TiO₂光催化剂制的表征'>5.2 Zn²⁺/Sn⁴⁺/TiO₂光催化剂制的表征

5.2.1 X射线衍射分析（XRD）

5.2.2 透射电镜分析（TEM）

5.2.3 紫外-可见光漫反射分析

5.3 不同光催化剂光降解的对比实验

5.4 本章小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

攻读硕士学位期间发表的论文

参考文献

改性纳米二氧化钛的制备及其光催化降解性能的研究

论文摘要

论文目录

相关论文文献

猜你喜欢