低溫下的納米二氧化鈦的制備及其光催化性能研究

《低溫下的納米二氧化鈦的制備及其光催化性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、分類號密級ＵＤＣ＾南二犬學(xué)ＮＡＮＪＮＧＮＶＥＲＳＴＹＦＥＮＣＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＵＩＩＯＳＣＩ＆博士學(xué)位論文低溫下的納米二氧化鈦的制備及其光催化性能研究（題名和副題名）王慧蕾（作者姓名）指導(dǎo)教師姓名劉孝恒教授學(xué)位類別工學(xué)博士工程學(xué)科名稱材料科學(xué)與研究方向納米光催化材料論文提交時間２０１６年９月：注明《國際十進(jìn)分類法ＵＤＣ》的類號注１。博？士學(xué)隹辦文低溫下的納米二氧化鈦的制備及其光催化性能研究作者：王慧蕾指導(dǎo)教師：劉

2、孝恒教授南京理工大學(xué)２０１６年９月Ｐｈ．Ｄ．ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＴｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＡｃｔｉｖｉｔｙｏｆｎａｎｏｃｒｓｔａｌｌｉｎｅＴｉＯｂａｓｅｄｏｎｌｏｗｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｙ２ｐＢｙＷａｎｇＨｕｉｌｅｉＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＬｉｕＸｉａｏｈｅｎｇＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｊｇｙｇｙＳｅｐｔｅｍｂｅｒ，２０１６聲明本學(xué)位論文是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下取得的研究成果，盡我所知，在本

3、學(xué)位論文中，除了加以標(biāo)注和致謝的部分外，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得任何教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料一。與我同工作的同事對本學(xué)位論文做出的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明。：王栽意日研究生簽名＿年月＞７學(xué)位論文使用授權(quán)聲明南京理工大學(xué)有權(quán)保存本學(xué)位論文的電子和紙質(zhì)文檔，可以借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容，可以向有關(guān)部門或機構(gòu)送交并授權(quán)其保存、借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容。對于保密論文，按保密的有關(guān)規(guī)定和程序處理。研究生簽名：五ａ＞彳年，２

4、月日博士學(xué)位論文低溫下的納米二氧化鈦的制備及其光催化性能研究摘要納米二氧化鈦由于其在太陽能電池，涂料，化妝品，以及環(huán)境凈化上的卓越表現(xiàn)，被廣泛地關(guān)注。本論文旨在探索二氧化鈦在低溫非水相中制備的方法，從而避免了傳統(tǒng)°水相制備以及高溫鍛燒（鍛燒溫度大于４００Ｃ）過程中引起的顆粒較大，比表面積減小等不利于光催化性能的缺點，低能耗地制備出具有較小顆粒及大比表面的二氧化鈦光催一，化劑，又進(jìn)步通過對其進(jìn)行摻雜改性和表面修飾得到具有更多特殊功能的二氧化鈦二氧、納米材料。首先，對化鈦的結(jié)構(gòu)光催化機理、改性的方法、制備工藝和

5、應(yīng)用進(jìn)行了全面地綜述；然后，詳細(xì)地闡述了在低溫情況下制備介孔二氧化鈦、氮摻雜二氧化鈦、高活性金紅石二氧化鈦二、及銀／二氧化鈦復(fù)合材料的方法，并釆用多、多元摻雜氧化鈦二種測試方法以及光催化降解，抗菌等性能測試對制備的氧化鈦結(jié)構(gòu)、形貌、形成機理、在降解有機物和抗菌上的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究，并且考察了其對環(huán)境毒性的影響。本論文圍繞制備出廉價低耗能且光催化活性高的二氧化鈦光催化劑為主題，進(jìn)行了以下幾個方面的研究：１、選取廉價的四氯化鈦作為鈦源，利用非離子表面活性劑聚乙二醇（ＰＥＧ）與非一二氧化鈦，水溶劑正丁醇之間的相互

6、作用，采取非水溶膠凝膠法制備出了介孔并且考。察了其在紫外光照下的光催化活性及使用壽命，并詳細(xì)分析和探討其反應(yīng)機理２、采用水熱法制備不同摻雜量的氮摻雜介孔二氧化鈦光催化劑，并且分析其摻雜機理。通過對不同氮摻雜量的二氧化鈦樣品的光催化活性的研究，發(fā)現(xiàn)氮的摻雜量會影響樣品的可見光催化活性，樣品的光催化活性會隨著氮的摻雜量的增加而增大，而過量的氮又會重新抑制其光催化活性。３、使用表面活性劑作為模板在低溫酸性條件下制備了的二氧化鈦納米棒超結(jié)構(gòu)。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)：醇和水的比例的變化會影響反應(yīng)溫度的變化，而異丙醇會隨著其比例的增

7、加而降低反應(yīng)的溫度。表面活性劑在混合溶劑中的形貌會影響納米棒組裝形貌，當(dāng)異丙醇：水的比例為２：１時，可以組裝出直徑大約為２００ｎｍ的花狀結(jié)構(gòu)。這種再組裝的金紅石相納米棒在模擬太陽光下，表現(xiàn)出了對甲基橙較為優(yōu)越的光催化活性，其活性比Ｐ２５要高出３４％？４、采用鹽酸半胱氨酸摻雜的方式制備出多元摻雜的二氧化鈦。半胱氨酸同時可以。，提供碳，氮和硫三種非金屬元素采用，而且還能影響樣品的晶相結(jié)構(gòu)在實驗過程中、比異丙醇作為反應(yīng)的溶劑，可以避免水解反應(yīng)帶來的反應(yīng)物顆粒過大表面減小的問題。與市售的Ｐ２５和無摻雜二氧化鈦相比，所得的

8、多元摻雜二氧化鈦具有更高的光催化活性。而這種活性的增強主要是由于禁帶寬度變窄、混晶協(xié)同作用和高的比表面積這三方面的因素。Ｉ摘要博士學(xué)位論文５、