可见光下Er-TiO2纳米管及介孔Er-TiO2的光催化性能研究

论文摘要

二氧化钛作为一种性能优异的光催化剂，具有非常广阔的应用前景。但是目前的TiO2光催化技术还存在一些技术难题，比如，太阳能利用率低、紫外光降解需耗费大量的能源且易对环境和人类造成伤害，因此限制了TiO2光催化技术的广泛推广。本文以TiO2为基质，通过掺杂稀土离子Er3+，利用其上转换发光特性，实现了可见光下降解有机物的目的。具体研究内容如下几方面：1．采用水热反应法分别合成了Er-TiO2纳米管和介孔Er-TiO2纳米微球。2．利用XRD、UV-Vis、BET、TEM、SEM等手段，对所合成的催化剂进行了结构表征。3．以苯酚为目标降解物，考察了Er-TiO2纳米管在可见光下的光催化性能，探讨了水热反应温度、水热反应时间、催化剂加入量、溶液的pH值以及催化剂的不同煅烧温度对光催化降解苯酚的影响，并且研究了上转换光致发光和能量吸收及传递等光催化机理。4．研究了介孔Er-TiO2纳米微球在可见光下对苯酚的降解效果以及对大肠杆菌的杀伤效果。考察了不同煅烧温度、水热反应时间、水热反应温度、模板剂的用量等不同条件对催化剂的光催化性能的影响，并且比较了掺杂Er和未掺杂Er对催化剂光催化性能的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 2简介'>1.1 TiO₂简介
• 2光催化材料的发展现状和应用'>1.2 纳米 TiO₂光催化材料的发展现状和应用
• 2的改性技术'>1.3 纳米 TiO₂的改性技术
• 1.3.1 复合半导体
• 1.3.2 金属沉积
• 1.3.3 离子掺杂
• 1.3.4 其他改性方法
• 2光催化反应机理'>1.4 纳米 TiO₂光催化反应机理
• 2纳米管及介孔材料的制备方法及应用'>1.5 TiO₂纳米管及介孔材料的制备方法及应用
• 2纳米管'>1.5.1 TiO₂纳米管
• 2介孔材料'>1.5.2 TiO₂介孔材料
• 1.6 本课题的主要目的和意义
• 2纳米管的制备及可见光下降解苯酚的研究'>第二章 Er-TiO₂纳米管的制备及可见光下降解苯酚的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2纳米管光催化剂的制备'>2.2.2 Er-TiO₂纳米管光催化剂的制备
• 2.2.3 光催化降解实验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 XRD 分析
• 2.3.2 TEM 分析
• 2.3.3 紫外-可见漫反射光谱分析
• 2.3.4 光催化降解分析
• 2.4 本章小结
• 2微球的制备及其光催化性能研究'>第三章 介孔 Er-TiO₂微球的制备及其光催化性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与仪器
• 2微球光催化剂的制备'>3.2.2 介孔 Er-TiO₂微球光催化剂的制备
• 3.2.3 测试与表征
• 3.2.4 光催化降解实验
• 3.2.5 光催化杀菌实验
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 XRD 分析
• 3.3.2 N2吸附-脱附等温吸附曲线和孔径分布
• 3.3.3 紫外-可见漫反射光谱分析
• 3.3.4 SEM 分析
• 2纳米微球光催化降解分析'>3.3.5 介孔 Er-TiO₂纳米微球光催化降解分析
• 2纳米微球光催化杀菌分析'>3.3.6 介孔 Er-TiO₂纳米微球光催化杀菌分析
• 2光催化降解和杀菌机理分析'>3.3.7 Er-TiO₂光催化降解和杀菌机理分析
• 3.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间公开发表论文及著作情况