N-TiO 2 /RGO復合材料的制備及其可見光催化性能研究
發(fā)布時間：2021-04-01 12:11
隨著社會的飛速發(fā)展,水體有機物污染問題日益嚴重,采用光催化降解水體中的有機污染物成為治理污染的有效手段之一。在眾多的半導體光催化材料中,TiO2因其化學性質(zhì)穩(wěn)定、催化活性高、耐腐蝕性強、無毒、價廉等優(yōu)點,成為最具應用前景的光催化材料之一。但是,TiO2存在著禁帶寬度大（3.2e V）,僅對紫外光有響應,同時,TiO2的光生電子和空穴易復合,光子利用率低的缺點。這些缺點極大的限制了TiO2的應用。針對以上問題,本論文采用氮摻雜和石墨烯負載對TiO2進行改性,采用溫和的水熱法無需后續(xù)高溫煅燒處理,分別制得氮摻雜二氧化鈦（N-TiO2）、石墨烯負載二氧化鈦（TiO2/RGO）、氮摻雜二氧化鈦負載石墨烯（N-TiO2/RGO）系列催化劑,采用XRD、SEM、TEM、XPS、FT-IR、DRS等表征對催化劑的晶型、形貌、光性能進行了表征,并以甲基橙為目標降解物進行光催化活性測試。1.以鈦酸四丁酯和尿素為起始原料,制備N/T...
【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
復合半導體光催化劑中的光激發(fā)過程
e、Nile blueA、Safranine O 等染料，雖然染料敏化在一定程的光催化活性，但是大多數(shù)染料敏化劑存在著不容忽視的缺染物之間往往存在吸附與降解競爭，染料自身不穩(wěn)定，在光光降解，或者生成可能造成二次污染的中間產(chǎn)物，這些缺點的推廣應用。概述Geim等[45]通過簡單的機械剝離法成功從石墨中剝離出單層石了以前科學家們公認的“ 穩(wěn)定自由態(tài)的二維石墨烯結構在無法存在” 的論斷。本節(jié)將對石墨烯的結構、性能以及石面進行綜述。結構
在力學、光學、電學、熱學等方面顯示出優(yōu)異的性能。石墨烯的碳原子之間 鍵相連，當外界對其施加機械力作用時，碳原子通過彎曲變形緩沖外界機械力現(xiàn)出良好的力學強度；石墨稀的比表面積高達 2600 m2/g，對紫外光、可見近紅外都具有較好的透過性；石墨烯還是一種零帶隙材料，它的價帶電子和電子相交于費米能級，電子遷移率可達 20000 cm2*V·S，電子遷移速率是的三分之一，是目前已知導電率最快的材料；同時它還具有硬度大、化學性定、不易受化學腐蝕、良好的記憶效應等優(yōu)點。石墨烯的這些優(yōu)異性能，使在光催化劑效率、太陽能電池、氫氣制備和儲存、超級電容器、高分子聚合合材料等領域得到廣泛的研究。在光催化復合材料研究領域，利用石墨稀負性 TiO2也成為了當前研究的熱點，TiO2與石墨烯復合后，光催化性能得到的提高。.7.2 石墨烯促進光催化作用的機理
【參考文獻】：
期刊論文
[1]N-TiO2涂料對甲醛降解與霉菌抑制的研究[J]. 張顥,黃永捷,王文明,劉心中,盧偉帥,吳美琰,林耀楠,黎平智,張涵博. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2016(02)
[2]Pt/石墨烯-TiO2納米管的合成及光催化制氫活性[J]. 涂盛輝,梁海營,胡亞平,朱細平,彭海龍,杜軍,萬金保. 功能材料. 2013(23)
[3]N摻雜TiO2的制備和光催化性能[J]. 郝棟,姜春海,楊振明,張勁松. 材料研究學報. 2013(03)
[4]石墨烯/半導體復合光催化劑的研究進展[J]. 魏龍福,余長林. 有色金屬科學與工程. 2013(03)
[5]部分還原氧化石墨烯/二氧化鈦復合材料的水熱合成及其光催化活性[J]. 龍梅,叢野,李軒科,崔正威,董志軍,袁觀明. 物理化學學報. 2013(06)
[6]N摻雜TiO2的制備、可見光響應機理及理論研究進展[J]. 楊建軍,王巖. 河南大學學報(自然科學版). 2013(02)
[7]多種光源下氮摻雜TiO2光催化降解染料廢水的研究[J]. 石建穩(wěn),陳少華,王淑梅,葉志隆. 工業(yè)水處理. 2010(09)
[8]溶劑熱法制備Ag/TiO2納米材料及其光催化性能[J]. 許平昌,柳陽,魏建紅,熊銳,潘春旭,石兢. 物理化學學報. 2010(08)
[9]C-N共摻雜納米TiO2的制備及其光催化制氫活性[J]. 張曉艷,崔曉莉. 物理化學學報. 2009(09)
[10]TiO2光催化還原重金屬離子的研究進展[J]. 黃錦勇,劉國光,張萬輝,黃杰,林婷,汪玉娟. 環(huán)境科學與技術. 2008(12)
博士論文
[1]可見光活性二氧化鈦的制備及氧空位與摻雜的N（或修飾的金屬）之間的協(xié)同作用機制研究[D]. 王巖.河南大學 2012
[2]硼、氮摻雜二氧化鈦催化劑制備、表征及可見光性能研究[D]. 周小松.華南理工大學 2011
碩士論文
[1]TiO2納米異質(zhì)結光催化劑的設計合成與性能研究[D]. 張曉.北京交通大學 2015
[2]二氧化鈦/石墨烯復合材料的制備及其光催化性能的研究[D]. 金春吉.吉林大學 2014
[3]S摻雜TiO2/石墨烯復合催化劑制備及光催化分解水制氫[D]. 牛海濤.哈爾濱理工大學 2014
本文編號：3113313
【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
復合半導體光催化劑中的光激發(fā)過程
e、Nile blueA、Safranine O 等染料，雖然染料敏化在一定程的光催化活性，但是大多數(shù)染料敏化劑存在著不容忽視的缺染物之間往往存在吸附與降解競爭，染料自身不穩(wěn)定，在光光降解，或者生成可能造成二次污染的中間產(chǎn)物，這些缺點的推廣應用。概述Geim等[45]通過簡單的機械剝離法成功從石墨中剝離出單層石了以前科學家們公認的“ 穩(wěn)定自由態(tài)的二維石墨烯結構在無法存在” 的論斷。本節(jié)將對石墨烯的結構、性能以及石面進行綜述。結構
在力學、光學、電學、熱學等方面顯示出優(yōu)異的性能。石墨烯的碳原子之間 鍵相連，當外界對其施加機械力作用時，碳原子通過彎曲變形緩沖外界機械力現(xiàn)出良好的力學強度；石墨稀的比表面積高達 2600 m2/g，對紫外光、可見近紅外都具有較好的透過性；石墨烯還是一種零帶隙材料，它的價帶電子和電子相交于費米能級，電子遷移率可達 20000 cm2*V·S，電子遷移速率是的三分之一，是目前已知導電率最快的材料；同時它還具有硬度大、化學性定、不易受化學腐蝕、良好的記憶效應等優(yōu)點。石墨烯的這些優(yōu)異性能，使在光催化劑效率、太陽能電池、氫氣制備和儲存、超級電容器、高分子聚合合材料等領域得到廣泛的研究。在光催化復合材料研究領域，利用石墨稀負性 TiO2也成為了當前研究的熱點，TiO2與石墨烯復合后，光催化性能得到的提高。.7.2 石墨烯促進光催化作用的機理
【參考文獻】：
期刊論文
[1]N-TiO2涂料對甲醛降解與霉菌抑制的研究[J]. 張顥,黃永捷,王文明,劉心中,盧偉帥,吳美琰,林耀楠,黎平智,張涵博. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2016(02)
[2]Pt/石墨烯-TiO2納米管的合成及光催化制氫活性[J]. 涂盛輝,梁海營,胡亞平,朱細平,彭海龍,杜軍,萬金保. 功能材料. 2013(23)
[3]N摻雜TiO2的制備和光催化性能[J]. 郝棟,姜春海,楊振明,張勁松. 材料研究學報. 2013(03)
[4]石墨烯/半導體復合光催化劑的研究進展[J]. 魏龍福,余長林. 有色金屬科學與工程. 2013(03)
[5]部分還原氧化石墨烯/二氧化鈦復合材料的水熱合成及其光催化活性[J]. 龍梅,叢野,李軒科,崔正威,董志軍,袁觀明. 物理化學學報. 2013(06)
[6]N摻雜TiO2的制備、可見光響應機理及理論研究進展[J]. 楊建軍,王巖. 河南大學學報(自然科學版). 2013(02)
[7]多種光源下氮摻雜TiO2光催化降解染料廢水的研究[J]. 石建穩(wěn),陳少華,王淑梅,葉志隆. 工業(yè)水處理. 2010(09)
[8]溶劑熱法制備Ag/TiO2納米材料及其光催化性能[J]. 許平昌,柳陽,魏建紅,熊銳,潘春旭,石兢. 物理化學學報. 2010(08)
[9]C-N共摻雜納米TiO2的制備及其光催化制氫活性[J]. 張曉艷,崔曉莉. 物理化學學報. 2009(09)
[10]TiO2光催化還原重金屬離子的研究進展[J]. 黃錦勇,劉國光,張萬輝,黃杰,林婷,汪玉娟. 環(huán)境科學與技術. 2008(12)
博士論文
[1]可見光活性二氧化鈦的制備及氧空位與摻雜的N（或修飾的金屬）之間的協(xié)同作用機制研究[D]. 王巖.河南大學 2012
[2]硼、氮摻雜二氧化鈦催化劑制備、表征及可見光性能研究[D]. 周小松.華南理工大學 2011
碩士論文
[1]TiO2納米異質(zhì)結光催化劑的設計合成與性能研究[D]. 張曉.北京交通大學 2015
[2]二氧化鈦/石墨烯復合材料的制備及其光催化性能的研究[D]. 金春吉.吉林大學 2014
[3]S摻雜TiO2/石墨烯復合催化劑制備及光催化分解水制氫[D]. 牛海濤.哈爾濱理工大學 2014
本文編號：3113313
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