在解決日益嚴重的環(huán)境污染問題中,光催化技術占有重要的位置。光催化技術可使得化學反應在常溫常壓下進行且反應無二次污染。在眾多的半導體光催化劑中,TiO2以其活性高、熱性能好、低價而備受人們關注。但TiO2仍存在光響應范圍窄、光生電子和空穴復合率高等缺陷,這些缺陷都極大地限制了TiO2在工業(yè)領域的大規(guī)模應用。為解決這個問題,研究人員提出了很多可行的TiO2改性方法。此外,微波加熱可實現(xiàn)分子水平上的加熱,具有加熱迅速、均勻、產物形態(tài)和顆�？煽睾铣傻戎T多優(yōu)點。本文采用微波輔助加熱的方法,通過制備TiO2/碳納米管復合材料,利用碳納米管與二氧化鈦的協(xié)同作用,增強TiO2光催化活性。本文的主要工作分為以下幾個部分：（1）使用H2O2和HNO3混合溶液,在微波加熱條件下預處理碳納米管,以去除碳納米管中無定形碳、碳納米顆粒等雜質。純碳納米管表面光滑,懸掛鍵極少,很難與基體鍵合,通過H2O2和HNO3混合溶液預處理后,碳納米管表面帶有更多羧基或者羥基,FESEM圖譜可以看出預處理后的碳納米管分散性提高,表面纏結現(xiàn)象得到改善。（2）采用價格低廉的（NH4）2TiF6為鈦源,硼酸為F-消耗劑,碳納米管為Ti... 

【文章來源】：東華大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1. 前言
    1.1 納米TIO_2光催化材料
        1.1.1 TiO_2的晶體結構
        1.1.2 TiO_2的能帶結構
        1.1.3 TiO_2的光催化原理
        1.1.4 影響TiO_2光催化效率的因素
        1.1.5 TiO_2的改性研究
    1.2 碳納米管負載TIO_2的制備研究
        1.2.1 碳納米管的發(fā)現(xiàn)與結構特征
        1.2.2 碳納米管的純化
        1.2.3 TiO_2/CNTs復合材料的制備
    1.3 微波輻射加熱
        1.3.1 微波輻射加熱原理
        1.3.2 微波液相合成法的分類
        1.3.3 微波法在制備納米材料領域中的應用
    1.4 課題的研究意義和內容
        1.4.1 課題的研究意義
        1.4.2 課題的研究內容
2. 實驗部分
    2.1 實驗材料和藥品
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗藥品
        2.1.3 主要實驗儀器
    2.2 實驗方法
        2.2.1 碳納米管的純化與預處理
        2.2.2 預處理后的碳納米管負載二氧化鈦
        2.2.3 模擬有機污染物染料溶液的制備
    2.3 測試方法
        2.3.1 X射線衍射(XRD)測試
        2.3.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)測試
        2.3.3 高分辨率透射電子顯微鏡(TEM)測試
        2.3.4 X射線能譜儀(EDS)
        2.3.5 拉曼光譜
        2.3.6 紫外-可見吸收光譜
        2.3.7 光催化性能測試
3. 結果與討論
    3.1 碳納米管的預處理與純化
        3.1.1 CNTs的預處理與純化方法
        3.1.2 預處理前后CNTs的FESEM圖
        3.1.3 預處理前后CNTs的XRD表征
        3.1.4 預處理前后CNTs負載TiO_2的FESEM圖
    3.2 TIO_2/CNTs的制備與表征
        3.2.1 反應機理
        3.2.2 CNTs、純TiO_2并TiO_2/CNTs的XRD表征
        3.2.3 CNTs、純TiO_2和TiO_2/CNTs的FESEM圖
        3.2.4 TiO_2/CNTs的EDS分析
        3.2.5 TiO_2/CNTs的TEM測試
        3.2.6 TiO_2/CNTs的拉曼光譜分析
        3.2.7 TiO_2/CNTs的紫外-可見漫反射分析
    3.3 反應條件對TIO_2/CNTs制備效果的影響
        3.3.1 H_3BO_3/(NH_4)_2TiF_6比例對TiO_2/CNTs制備的影響
        3.3.2 微波制備溫度對TiO_2/CNTs制備的影響
        3.3.3 微波制備時間對TiO_2/CNTs制備的影響
        3.3.4 H_3BO_3和(NH_4)_2TiF_6濃度對TiO_2/CNTs制備的影響
        3.3.5 pH對TiO_2/CNTs制備的影響
    3.4 TIO_2/CNTs光催化性能研究
        3.4.1 TiO_2/CNTs光催化機理
        3.4.2 H_3BO_3/(NH_4)_2TiF_6比例對TiO_2/CNTs光催化性能的影響
        3.4.3 微波制備溫度對TiO_2/CNTs光催化性能的影響
        3.4.4 微波制備時間對TiO_2/CNTs光催化性能的影響
        3.4.5 H_3BO_3和(NH_4)_2TiF_6濃度對TiO_2/CNTs光催化性能的影響
        3.4.6 染料濃度對TiO_2/CNTs光催化性能的影響
4 結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3465242