TiO2纳米管改性及其光催化性能的研究

论文摘要

随着工业化的迅速发展和全球环境污染的加剧,怎样有效的控制与治理环境污染就成为人类社会面临和急需解决的重大问题。由于纳米材料光催化降解可以利用太阳能而被认为是最具发展潜力的技术。纳米光催化技术在环境治理领域有着巨大的环境、经济和社会效益。在众多n型半导体光催化材料中,由于Ti02光催化技术具有高性能,低损耗,且对环境无污染等特点,因而Ti02被公认为最佳的光催化剂,具有良好的发展前景。本文在总结纳米Ti02光催化剂改性研究进展的基础上,进行了以下几方面的研究。为了提高光催化剂的活性,采用连续离子层沉积法制备了CdS/TiO2和PbS/TiO2光催化剂。通过光催化降解甲基橙的实验确定了CdS和PbS的沉积的最佳浓度。结果表明：沉积了CdS和PbS的Ti02纳米管形成了更加复杂的能带结构,有利于能量较低的光生电子空穴对的产生,提供了更多的光生电子跃迁通道,提高了光生电子空穴对的分离效率,增加了载流子的寿命,从而提高了TiO2纳米管的光催化效率。除此之外,还利用了光化学沉积法分别将金属Ag和Pt沉积在Ti02表面从而实现Ti02纳米管载Ag和Pt改性。通过XRD、SEM、XPS、拉曼光谱等对样品的晶相、形貌等进行了表征。通过对样品降解甲基橙表征了光催化活性,发现不同的金属离子沉积样品均表现出很好的光催化活性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 光催化研究背景及意义
• 2的简介'>1.2 TiO₂的简介
• 2的晶体结构'>1.2.1 TiO₂的晶体结构
• 2的应用'>1.2.2 TiO₂的应用
• 1.3 光催化
• 1.3.1 光催化的发展历程
• 2光催化的反应机理'>1.3.2 TiO₂光催化的反应机理
• 2光催化剂的改性'>1.3.3 TiO₂光催化剂的改性
• 1.4 半导体能带理论
• 1.5 本研究的主要内容及其研究现状
• 2光催化剂的改性及其发展现状'>1.5.1 本文研究的TiO₂光催化剂的改性及其发展现状
• 1.5.2 本研究的主要内容
• 1.6 本研究的目的和意义
• 2和PbS/TiO₂复合纳米管的制备及其表征'>第二章 CdS/TiO₂和PbS/TiO₂复合纳米管的制备及其表征
• 2复合纳米管的制备及其表征'>2.1 CdS/TiO₂复合纳米管的制备及其表征
• 2.1.1 实验过程
• 2.1.2 结果与讨论
• 2.1.3 小结
• 2复合纳米管的制备及其表征'>2.2 PbS/TiO₂复合纳米管的制备及其表征
• 2.2.1 实验过程
• 2.2.2 结果与讨论
• 2.2.3 小结
• 2.3 本章小结
• 2和Pt/TiO₂复合纳米管的制备及其表征'>第三章 Ag/TiO₂和Pt/TiO₂复合纳米管的制备及其表征
• 2制备及其表征'>3.1 Ag/TiO₂制备及其表征
• 3.1.1 实验过程
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.1.3 小结
• 2制备及其表征'>3.2 Pt/TiO₂制备及其表征
• 3.2.1 实验内容
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.3 小结
• 3.3 本章小结
• 第四章 本文结论
• 参考文献
• 硕士在读期间发表的文章
• 致谢