本文關(guān)鍵詞：基于二氧化鈦納米管修飾電極的制備、微結(jié)構(gòu)及性能研究

  更多相關(guān)文章： 陽極氧化法 TiO_2納米管修飾電極 微結(jié)構(gòu) 形成機(jī)制 電催化性能

【摘要】：二氧化鈦納米管(TiO_2 nanotubes,簡(jiǎn)稱TNTs)由于具有大的比表面積,強(qiáng)的吸附性,較大的表面結(jié)合能和較強(qiáng)的氧化還原能力等優(yōu)良的特性,近年來作為電極材料受到了廣泛關(guān)注。本論文以表面微區(qū)分析技術(shù)為手段,系統(tǒng)考察了陽極氧化法制備TNTs電極過程中制備條件對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)的影響,并對(duì)其生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行探討。以此為基礎(chǔ),制備了石墨烯修飾TiO_2納米管電極(Gr/TNTs),石墨烯-金共摻雜修飾TiO_2納米管電極(Au/Gr/TNTs),并研究了修飾前后TNTs電極的電化學(xué)性能及電催化性能。全文共分為以下4個(gè)部分:第一章:緒論部分。本章在簡(jiǎn)單介紹TNTs制備方法的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)綜述了其研究狀況及應(yīng)用進(jìn)展,并對(duì)近年來該領(lǐng)域存在的一些問題進(jìn)行了論述,展望了其發(fā)展及應(yīng)用前景。第二章:TiO_2納米管陣列電極的制備及微結(jié)構(gòu)調(diào)控。本章采用陽極氧化法,在HF水溶液中制備了TNTs電極,系統(tǒng)研究了外加電壓,氧化時(shí)間,pH值,電解液濃度,退火溫度等制備條件對(duì)其物相和微結(jié)構(gòu)的影響,并探討了其形成機(jī)理。結(jié)果表明:電解液的pH值是影響TNTs脫落與否的重要因素。在質(zhì)量濃度0.5%HF水溶液中,采用陽極氧化法制備TNTs電極的最佳條件為pH=5,電解液溫度30℃,氧化電壓20V,氧化時(shí)間40min,退火溫度500℃。采用上述條件可以制備出形貌好,規(guī)整性好,不脫落的TNTs薄膜。第三章:石墨烯修飾TiO_2納米管電極的制備、微結(jié)構(gòu)及性能研究。以氧化石墨烯溶液作電沉積液,采用電沉積的方法制備出石墨烯修飾TiO_2納米管電極(Gr/TNTs)。以甲基橙模擬染料廢水,研究了溶液濃度,pH值,電解質(zhì)濃度,槽壓等對(duì)TNTs電極催化效率的影響,并考察了Gr/TNTs電極的電化學(xué)及電催化性能,探討了微結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。研究結(jié)果表明:電催化降解甲基橙溶液20min,Gr/TNTs電極的電極催化效率達(dá)97.29%,明顯優(yōu)于TNTs電極催化效率39.88%。通過循環(huán)伏安曲線也進(jìn)一步證實(shí)Gr/TNTs電極性能提高。第四章:石墨烯-金共修飾TiO_2納米管電極的制備、微結(jié)構(gòu)及性能研究。采用離子濺射的方法對(duì)Gr/TNTs電極表面負(fù)載Au,制備了不同Au負(fù)載量的Au/Gr/TNTs電極,用作電催化氧化還原電極,研究了其電化學(xué)性能和電催化性能。
【關(guān)鍵詞】：陽極氧化法 TiO_2納米管修飾電極 微結(jié)構(gòu) 形成機(jī)制 電催化性能
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O646;O643.36
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 引言12
• 1.2 TiO_2納米管電極的制備12-14
• 1.2.1 模板法12-13
• 1.2.2 水熱法13
• 1.2.3 陽極氧化法13-14
• 1.3 TiO_2納米管電極的研究進(jìn)展及應(yīng)用14-17
• 1.3.1 光解水制氫14
• 1.3.2 催化降解污染物14-15
• 1.3.3 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域15
• 1.3.4 太陽能電池15-16
• 1.3.5 傳感器16-17
• 1.3.6 其他方面的應(yīng)用17
• 1.4 存在的問題及展望17-18
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容、意義及創(chuàng)新點(diǎn)18-20
• 1.5.1 主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.5.2 創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 第2章 TiO_2納米管陣列電極的制備及微結(jié)構(gòu)調(diào)控20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分20-21
• 2.2.1 試劑與儀器20-21
• 2.2.2 TiO_2納米管陣列電極的制備21
• 2.3 結(jié)果與討論21-32
• 2.3.1 氧化電壓對(duì)產(chǎn)物物相及微結(jié)構(gòu)的影響21-23
• 2.3.2 電解液pH對(duì)產(chǎn)物物相及微結(jié)構(gòu)的影響23-26
• 2.3.3 電解液濃度對(duì)產(chǎn)物物相及微結(jié)構(gòu)的影響26-28
• 2.3.4 氧化時(shí)間對(duì)產(chǎn)物物相及微結(jié)構(gòu)的影響28-30
• 2.3.5 退火溫度對(duì)產(chǎn)物物相及微結(jié)構(gòu)的影響30-32
• 2.4 本章結(jié)論32-34
• 第3章 石墨烯修飾TiO_2納米管電極的制備、微結(jié)構(gòu)及性能研究34-51
• 3.1 引言34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分34-36
• 3.2.1 試劑與儀器34-35
• 3.2.2 樣品的制備35
• 3.2.3 電催化降解甲基橙實(shí)驗(yàn)35-36
• 3.2.4 電化學(xué)性能測(cè)試36
• 3.3 結(jié)果與討論36-50
• 3.3.1 氧化石墨的紅外光譜（FT-IR）分析36-37
• 3.3.2 XRD圖譜分析37-38
• 3.3.3 Gr/TNTs電極的形貌分析38-39
• 3.3.4 石墨烯和氧化石墨烯的紫外可見光譜分析39-40
• 3.3.5 電化學(xué)性能分析40-42
• 3.3.6 TNTs電極的電催化性能分析42-47
• 3.3.7 Gr/TNTs電極的電催化性能分析47-50
• 3.4 本章結(jié)論50-51
• 第4章 石墨烯-金共修飾TiO_2納米管電極的制備、微結(jié)構(gòu)及性能研究51-57
• 4.1 引言51
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分51-52
• 4.2.1 試劑與儀器51
• 4.2.2 樣品的制備51-52
• 4.2.3 樣品的表征52
• 4.3 結(jié)果與討論52-56
• 4.3.1 Au/Gr/TNTs電極的形貌分析52-53
• 4.3.2 Au/Gr/TNTs電極的EDS圖譜分析53
• 4.3.3 Au/Gr/TNTs電極的電催化性能分析53-55
• 4.3.4 Au/Gr/TNTs電極的電化學(xué)性能分析55-56
• 4.4 本章結(jié)論56-57
• 全文結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-66
• 攻讀學(xué)位期間取得的科研成果66-67
• 致謝67

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1 N. V. Bhat;蔣利人;;汗?jié)n對(duì)棉織物微結(jié)構(gòu)的影響[J];纖維標(biāo)準(zhǔn)與檢驗(yàn);1991年01期

2 都有為,陳坤基;鐘山微結(jié)構(gòu)科學(xué)技術(shù)研討會(huì)簡(jiǎn)訊[J];物理;1996年08期

3 李真,徐則達(dá),梁麗珍,蔡志崗,周建英,張靈志,梁兆熙;一種新穎的制作規(guī)則微結(jié)構(gòu)方法[J];中國(guó)激光;2001年04期

4 范建鳳;趙晨醒;范樓珍;;巢狀微結(jié)構(gòu)銀粒子的制備、形成機(jī)理及表面增強(qiáng)拉曼光譜研究[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期

5 陳志斌;;犁削技術(shù)與微結(jié)構(gòu)加工[J];中國(guó)水運(yùn)(學(xué)術(shù)版);2007年01期

6 岳之浩;沈鴻烈;蔣曄;陳偉龍;唐群濤;商威;;單晶黑硅微結(jié)構(gòu)對(duì)其反射率影響的研究[J];功能材料;2014年16期

7 ;輻照材料的微結(jié)構(gòu)處理[J];原子能科學(xué)技術(shù);2000年05期

8 丁長(zhǎng)陽;韓愛民;吳楠;喬春元;;南京下蜀土微結(jié)構(gòu)及其變形特征的研究[J];西部探礦工程;2009年06期

9 曹志遠(yuǎn),程國(guó)華;非勻質(zhì)材料構(gòu)件微結(jié)構(gòu)分析的細(xì)觀元模型[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2005年01期

10 金孝剛,王弘;沖擊波處理45鋼的微結(jié)構(gòu)研究[J];高壓物理學(xué)報(bào);1993年04期

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1 黃銀;陳航;馮雪;;基于微結(jié)構(gòu)調(diào)控的可拉伸波狀硅[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

2 王廣軍;楊小鴻;韓筱玉;;進(jìn)行性肌營(yíng)養(yǎng)不良12例亞微結(jié)構(gòu)改變[A];第四次全國(guó)電子顯微學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];1986年

3 包崇云;王買全;R. Trukenmuller;張強(qiáng);歐國(guó)敏;宮蘋;C.A. van Blitterswijk;;微結(jié)構(gòu)芯片優(yōu)化牙種植體穿齦部位形貌特征[A];第六屆全國(guó)口腔種植學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2009年

4 胡瑞林;李向全;官國(guó)琳;葉浩;;粘性土微結(jié)構(gòu)的定量化研究進(jìn)展[A];第五屆全國(guó)工程地質(zhì)大會(huì)文集[C];1996年

5 陳斌;尹大剛;袁權(quán);;脛骨螺旋繞孔微結(jié)構(gòu)[A];第十七屆全國(guó)高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2012年

6 鄧星輝;趙佳彬;于洋;;具有大面積分?jǐn)?shù)的微結(jié)構(gòu)表面靜態(tài)潤(rùn)濕性質(zhì)研究[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

7 劉輝;李平;魏雨;;Ferrihydrite的微結(jié)構(gòu)對(duì)其催化相轉(zhuǎn)化過程的影響[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2006年

8 李易;肖鵬;申峰;劉趙淼;;微結(jié)構(gòu)流動(dòng)潤(rùn)滑中對(duì)阻力影響因素的研究[A];北京力學(xué)會(huì)第20屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

9 韓巧鳳;王美娟;汪信;;用單原料前驅(qū)體合成不同微結(jié)構(gòu)的硫化鉛納米晶[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第05分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

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1 宋瑩　姚大捚　陳曉春;南京微結(jié)構(gòu)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建設(shè)正式啟動(dòng)[N];新華日?qǐng)?bào);2005年

2 張曄;“微”結(jié)構(gòu)中的大文章[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

3 內(nèi)蒙古金三角光纖科技有限公司 王學(xué)忠;微結(jié)構(gòu)布拉格光纖邁進(jìn)產(chǎn)業(yè)化[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2012年

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1 黃金國(guó);微結(jié)構(gòu)表面紅外熱輻射特性調(diào)控方法研究[D];南京理工大學(xué);2015年

2 劉高陽;水電解電催化材料合成、微結(jié)構(gòu)調(diào)控及性能研究[D];北京科技大學(xué);2016年

3 楊煥;激光制作綠色能源電池微結(jié)構(gòu)部件技術(shù)的研究[D];華中科技大學(xué);2015年

4 畢宴鋼;有機(jī)電致發(fā)光器件的微結(jié)構(gòu)電極研究[D];吉林大學(xué);2016年

5 侯俊杰;大豆蛋白—甜菜果膠相互作用及其對(duì)食品微結(jié)構(gòu)及感官性質(zhì)影響的研究[D];華南理工大學(xué);2016年

6 董亭亭;仿生蛾眼抗反射微結(jié)構(gòu)光學(xué)機(jī)理研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2016年

7 姜輝;金屬—塑料復(fù)合式微結(jié)構(gòu)散熱器換熱機(jī)理的研究[D];北京化工大學(xué);2016年

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9 王濤;高g值環(huán)境典型微結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性及其測(cè)試技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2008年

10 吳勃;金屬仿生功能微結(jié)構(gòu)的激光制備與研究[D];江蘇大學(xué);2011年

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1 胡嘉玲;微結(jié)構(gòu)對(duì)聲傳播特性的影響研究[D];蘇州大學(xué);2015年

2 王會(huì)茗;輥筒模具微結(jié)構(gòu)功能表面的加工實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 梁紅培;電紡技術(shù)制備微結(jié)構(gòu)可控的明膠/殼聚糖/羥基磷灰石/氧化石墨烯復(fù)合纖維的研究[D];新疆師范大學(xué);2015年

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8 李釗;仿生礦化合成碳酸鈣微結(jié)構(gòu)及其抑菌效應(yīng)的研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

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