Ag/TiO2、Ni2+/TiO2、SnO2/ZnO中空纳米纤维的模板法合成及其光催化性能研究

论文摘要

本论文以棉花纤维为模板成功地制备了Ag/TiO2、Ni2+/TiO2、SnO2/ZnO中空纳米纤维光催化材料,并借助各种分析手段研究了该材料的形貌、晶体结构及光谱响应等特性。以亚甲基蓝（MB）溶液的脱色降解为模型反应考察了所制备的材料的光催化性能。本论文主要包括以下三方面的研究工作:1.采用棉花纤维为模板,成功地合成了银掺入的TiO2中空纳米纤维光催化材料。通过热重分析（TG）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见光谱（UV-Vis）和傅立叶变换红外光谱（IR）等手段对所得材料进行表征。以亚甲基蓝（MB）溶液的脱色降解为模型反应,考察了光源、催化剂用量、银掺入量、煅烧温度、煅烧时间对其催化性能的影响。结果表明,该Ag/TiO2材料在太阳光条件下的光催化性能显著高于同条件下TiO2的和同材料在紫外光条件下的;当银掺入量为0.2 %时,在620 oC下煅烧2 h所得的Ag/TiO2中空纳米纤维光催化材料的催化性能最好,3 h可使MB的脱色降解率达到100 %;重复使用5次仍能保证MB溶液的脱色率在90 %以上,且该光催化材料易于离心分离去除。因此,以棉花为模板制备的Ag/TiO2中空纳米纤维材料是一种无能耗、无污染、高活性的绿色环保型光催化材料。2.采用棉花纤维为模板,成功地合成了Ni2+掺杂的TiO2中空纳米纤维光催化材料。通过热重分析（TG）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见光谱（UV-Vis）和傅立叶变换红外光谱（IR）等手段对所得材料进行表征。以亚甲基蓝（MB）溶液的脱色降解为模型反应,考察了光源、催化剂用量、Ni2+掺杂量、煅烧温度、煅烧时间对其催化性能的影响。结果表明:当Ni2+的掺杂量为0.05 %时,在650 oC下煅烧2 h所得的Ni2+/TiO2中空纳米纤维光催化材料在太阳光下对MB具有很好的光催化效果,4 h可使MB的脱色降解率达到100 %。3.采用棉花纤维为模板,成功地合成了SnO2/ZnO中空纳米纤维光催化材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见光谱（UV-Vis）和傅立叶变换红外光谱（IR）等手段对所得材料进行表征。以亚甲基蓝（MB）溶液的脱色降解为模型反应,考察了光源、SnO2含量、煅烧温度对其催化性能的影响。研究表明:当SnO2与ZnO的摩尔比为0.1:1,煅烧温度为650 oC时,所制得的SnO2/ZnO中空纳米纤维光催化材料在太阳光下1 h可以使MB的脱色降解率达100 %。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米材料
• 1.1.1 纳米材料的分类
• 1.1.2 纳米材料的特性
• 1.1.3 纳米材料的应用
• 1.2 半导体纳米材料
• 1.2.1 半导体纳米材料的特性
• 1.2.2 半导体纳米材料的应用
• 1.3 半导体光催化反应
• 1.3.1 半导体光催化反应的介绍
• 1.3.2 半导体光催化反应的机理
• 1.3.3 半导体光催化反应的影响因素
• 1.3.4 半导体光催化反应的应用
• 1.3.5 半导体光催化技术存在的问题
• 1.4 模板法制备中空材料
• 1.4.1 模板法的特点
• 1.4.2 模板的分类
• 1.5 本论文的立题依据和研究内容
• 1.5.1 论文的立题依据
• 1.5.2 论文的研究内容
• 参考文献
• 2中空纳米纤维的模板法合成及其光催化性能研究'>第二章 Ag/Ti0₂中空纳米纤维的模板法合成及其光催化性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要仪器与试剂
• 2 中空纳米纤维光催化材料的制备'>2.2.2 Ag/Ti0₂中空纳米纤维光催化材料的制备
• 2.2.3 光催化性能的测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 前躯体P 的TG 分析
• 2.3.2 样品的SEM 结果
• 2.3.3 样品的XPS 结果
• 2.3.4 样品的XRD 结果
• 2 纳米纤维材料的光催化性能'>2.3.5 Ag/Ti0₂纳米纤维材料的光催化性能
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 2+/Ti0₂中空纳米纤维的模板法合成及其光催化性能研究'>第三章 Ni²⁺/Ti0₂中空纳米纤维的模板法合成及其光催化性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要仪器与试剂
• 2+/Ti0₂ 中空纳米纤维光催化材料的制备'>3.2.2 Ni²⁺/Ti0₂中空纳米纤维光催化材料的制备
• 3.2.3 光催化性能的测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 前躯体P 的TG 分析
• 3.3.2 样品的SEM 结果
• 3.3.3 样品的XRD 结果
• 2+/Ti0₂ 纳米纤维材料的光催化性能'>3.3.4 Ni²⁺/Ti0₂纳米纤维材料的光催化性能
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 2/ZnO 中空纳米纤维的模板法合成及其光催化性能研究'>第四章 Sn0₂/ZnO 中空纳米纤维的模板法合成及其光催化性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要仪器与试剂
• 2/ZnO 中空纳米纤维光催化材料的制备'>4.2.2 Sn0₂/ZnO 中空纳米纤维光催化材料的制备
• 4.2.3 光催化性能的测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 样品的 SEM 结果
• 4.3.2 样品的 XRD 结果
• 2/ZnO 纳米纤维材料的光催化性能'>4.3.3 SnO₂/ZnO 纳米纤维材料的光催化性能
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 附录
• 致谢