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《微納結(jié)構(gòu)TiO的制備及其光催化性能的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號:學校代碼:10128UDC:學號:20151800080碩士學位論文類別：全日制專業(yè)型碩士研究生學位類別：工程碩士領域名稱：化學工程題目：微納結(jié)構(gòu)TiO2的制備及其光催化性能的研究英文題目：Studyonthepreparationandphotocatalyticperformanceofmicro-/nano-structuredTiO2學生姓名：安寧導師姓名：張前程教授杜開明高級工程師二○一八年六月二○一八年六月原創(chuàng)性聲明本人聲明：所呈交的學位論文是本人在導師的指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除文
2、中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得內(nèi)蒙古工業(yè)大學及其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學位論文作者簽名：指導教師簽名：日期：日期：學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：內(nèi)蒙古工業(yè)大學有權(quán)將學位論文的全部或部分內(nèi)容保留并向國家有關機構(gòu)、部門送交學位論文的復印件和磁盤，允許編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，也可以采用影印、縮印或其它復制手段保存、匯編學位論文
3、。為保護學校和導師的知識產(chǎn)權(quán)，作者畢業(yè)后涉及該學位論文的主要內(nèi)容或研究成果用于發(fā)表學術(shù)論文須征得內(nèi)蒙古工業(yè)大學就讀期間導師的同意，并且版權(quán)單位必須署名為內(nèi)蒙古工業(yè)大學方可投稿或公開發(fā)表。本學位論文屬于保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。不保密□。（請在以上方框內(nèi)打“√內(nèi)蒙古工業(yè)大學碩士學位論文摘要半導體多相光催化技術(shù)在過去幾十年中，作為一種綠色和可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)得到了廣泛的關注，主要是其具有解決能源和環(huán)境問題的潛力。為了獲得高效的光催化劑，近年來在微納結(jié)構(gòu)上設計和制備了不同維度的半導體光催化劑。TiO2由于其具有生物相容
4、性、強氧化能力、低成本和穩(wěn)定性而被廣泛研究。結(jié)果表明，在TiO2光催化劑中，由于吸附、光吸收和電荷分離的正協(xié)同效應，不同形貌的微納結(jié)構(gòu)可以提高其光降解效率。在本研究中，由于溶劑熱方法低價和可用于大規(guī)模生產(chǎn)的潛在優(yōu)勢，我們嘗試采用溫和的溶劑熱法制備微納結(jié)構(gòu)TiO2。在溶劑熱反應體系中，通過控制反應時間、溫度等，制備了不同形貌的微納結(jié)構(gòu)TiO2材料，并探究了制備微納結(jié)構(gòu)TiO2的主要影響因素。隨后，還對制備出的微納結(jié)構(gòu)TiO2進行了表面修飾，探討了乙酸螯合結(jié)構(gòu)的具體影響。相應的研究工作主要包括：1、采用簡單的溶劑熱和焙燒
5、方法，制備了不同形貌的微納結(jié)構(gòu)碳摻雜介孔TiO2光催化劑。通過多種表征方法，如SEM、TEM、XRD、N2吸脫附、XPS、ATR-FTIR、UV-VisDRS、PL等，對催化劑結(jié)構(gòu)和性能進行了表征分析。以苯酚為模擬污染物，評價了催化劑的光催化降解活性。結(jié)果表明，微納結(jié)構(gòu)TiO2被碳氧類物種摻雜，控制溶劑熱時間可以控制樣品形貌。隨著溶劑熱時間延長，TiO2的結(jié)晶度升高，微納結(jié)構(gòu)團聚程度增加，比表面積和孔徑減小。形貌的變化可以改變催化劑的能帶結(jié)構(gòu)，導致價帶邊正向移動，增強光生空穴的氧化性，降低光生載流子復合率，進而提升光
6、催化降解活性。2、以球形花狀微納結(jié)構(gòu)TiO2為基礎，采用乙酸對其進行表面修飾，采用多種方法對所得樣品進行表征分析(如SEM、XRD、N2吸脫附、XPS、ATR-FTIR、UV-VisDRS、PL等)，并以苯酚的降解程度評價其光催化活性。結(jié)果表明，所得樣品均為純銳鈦礦相，修飾后及降解后樣品的晶相和形貌并未發(fā)生改變。樣品表面碳組分主要為碳氧類物種，以羧基螯合的形式與TiO2鍵合，并且經(jīng)過三輪降解之后未發(fā)生明顯變化仍然存在。經(jīng)過表面修飾后樣品禁帶寬度明顯縮減，在可見光區(qū)的吸收明顯提高。同時，價帶向正方向移動，增強了光生空穴
7、的氧化性。修飾后樣品光生載流子復合率顯著降低。光催化降解結(jié)果表明，碳修飾微納結(jié)構(gòu)TiO2光催化劑具有較高的降解活性和良好的穩(wěn)定性。I內(nèi)蒙古工業(yè)大學碩士學位論文關鍵詞：微納結(jié)構(gòu)TiO2；花狀TiO2；碳摻雜；羧基；光催化II內(nèi)蒙古工業(yè)大學碩士學位論文AbstractAsagreenandsustainabletechnology,semiconductor-basedheterogeneousphotocatalysishasreceivedmuchattentioninthelastfewdecadesbecause
8、ithaspotentialtosolvebothenergyandenvironmentalproblems.Toobtainefficientphotocatalysts,varioushierarchicalsemiconductorshavebeendesignedandfabricatedatthemicro/nanometersca
