本文關鍵詞：二氧化鈦復合材料的制備及光催化性能研究

  更多相關文章： 光催化 二氧化鈦 鎢酸鉍 β-環(huán)糊精 三維石墨烯

【摘要】：隨著環(huán)境污染問題日益嚴重,光催化技術作為處理水污染的新途徑已經(jīng)成為化學和材料科學的研究熱門。傳統(tǒng)光催化劑二氧化鈦只能被紫外光激發(fā),太陽能的利用率較低。鎢酸鉍和二氧化鈦兩種半導體復合,可以拓寬其光譜響應范圍,制備出可見光響應的光催化劑。β-環(huán)糊精內(nèi)腔疏水,可以包覆各種有機分子,將其修飾到鎢酸鉍/二氧化鈦光催化劑表面可以增加其對污染物的吸附作用。此外二氧化鈦催化效率受電子空穴復合的限制,而石墨烯高載流子傳輸速度可以有效地促進二氧化鈦中電子和空穴分離。石墨烯的高比表面積可以為表面反應提供更多活性位點,有針對性地彌補二氧化鈦的缺陷,并且將二氧化鈦負載在三維石墨烯結(jié)構(gòu)上也更易于回收重復利用。本論文的主要研究內(nèi)容如下:第一,通過水熱法制備鎢酸鉍/二氧化鈦復合光催化劑,系統(tǒng)研究不同比例的鎢酸鉍、二氧化鈦在模擬太陽光下對亞甲基藍染料的光催化降解性能,發(fā)現(xiàn)當二氧化鈦和鎢酸鉍物質(zhì)的量比為6:1時光催化性能最優(yōu);在鎢酸鉍/二氧化鈦上修飾β-環(huán)糊精,制備鎢酸鉍/二氧化鈦/CM-β-CD復合材料,發(fā)現(xiàn)修飾過β-環(huán)糊精的復合材料吸附性能大大增強。第二,采用改進的Hummers法制備了氧化石墨烯,通過靜電組裝的方式復合氧化石墨烯和二氧化鈦。將組裝好的復合材料負載在三聚氰胺泡沫上,通過煅燒方式對氧化石墨烯熱還原制備三維石墨烯/二氧化鈦復合材料。探索不同比例的三維石墨烯/二氧化鈦在紫外光下對亞甲基藍光催化降解性能,當氧化石墨烯和二氧化鈦的質(zhì)量比為1:1.5時光催化性能最優(yōu)。此外三維石墨烯/二氧化鈦復合材料具有良好的循環(huán)使用性,并且容易回收再次利用。
【關鍵詞】：光催化 二氧化鈦 鎢酸鉍 β-環(huán)糊精 三維石墨烯
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 課題的研究背景9-12
• 1.1.1 水污染現(xiàn)狀9-10
• 1.1.2 光催化技術研究概述10-12
• 1.2 二氧化鈦的研究進展12-16
• 1.2.1 二氧化鈦的基本結(jié)構(gòu)12-14
• 1.2.2 二氧化鈦的光催化降解機理14-16
• 1.2.3 提高二氧化鈦光催化效率的方法16
• 1.3 二氧化鈦復合材料的研究進展16-22
• 1.3.1 石墨烯/二氧化鈦復合材料的研究進展17-20
• 1.3.2 鎢酸鉍/二氧化鈦復合材料的研究進展20-21
• 1.3.3 環(huán)糊精修飾二氧化鈦復合材料的研究進展21-22
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容及意義22-24
• 第2章 實驗部分24-30
• 2.1 實驗原材料及儀器設備24-25
• 2.2 分析表征方法25-28
• 2.2.1 X射線衍射分析（XRD）25-26
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡（FESEM）26
• 2.2.3 透射電子顯微鏡（TEM）26
• 2.2.4 比表面積分析（BET）26
• 2.2.5 紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）26
• 2.2.6 紫外-可見漫反射光譜（DRS）26-27
• 2.2.7 原子力顯微鏡（AFM）27
• 2.2.8 紅外吸收光譜分析（FTIR）27
• 2.2.9 熱重分析（TG）27
• 2.2.10 光催化性能測試27-28
• 2.3 鎢酸鉍/二氧化鈦/CM-β-CD復合材料的制備28-29
• 2.3.1 氧化鉍的制備28
• 2.3.2 鎢酸鉍的制備28
• 2.3.3 鎢酸鉍/二氧化鈦的制備28
• 2.3.4 CM-β-CD的制備28-29
• 2.3.5 鎢酸鉍/二氧化鈦/CM-β-CD的制備29
• 2.4 三維石墨烯/二氧化鈦復合材料的制備29-30
• 2.4.1 氧化石墨烯的制備29
• 2.4.2 三維石墨烯/二氧化鈦的制備29-30
• 第3章 鎢酸鉍/二氧化鈦/CM-β-CD復合材料的表征及光催化性能研究30-52
• 3.1 引言30
• 3.2 氧化鉍模板的表征30-32
• 3.3 一維棒狀鎢酸鉍的表征32-34
• 3.4 鎢酸鉍/二氧化鈦復合材料的表征、比例調(diào)控及性能測試34-40
• 3.4.1 鎢酸鉍/二氧化鈦復合材料的表征及性能測試34-37
• 3.4.2 鎢酸鉍/二氧化鈦復合材料的比例調(diào)控及性能測試37-40
• 3.5 鎢酸鉍/二氧化鈦/CM-β-CD的表征及性能測試40-50
• 3.5.1 鎢酸鉍/二氧化鈦/CM-β-CD的表征40-45
• 3.5.2 鎢酸鉍/二氧化鈦/CM-β-CD的性能測試45-50
• 3.6 本章小結(jié)50-52
• 第4章 三維石墨烯/二氧化鈦復合材料的表征及光催化性能研究52-62
• 4.1 引言52-53
• 4.2 三維/石墨烯二氧化鈦復合材料的表征53-58
• 4.2.1 氧化石墨烯的表征53
• 4.2.2 三維/石墨烯二氧化鈦復合材料的表征53-58
• 4.3 三維石墨烯/二氧化鈦復合材料光催化性能測試58-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻63-69
• 致謝69

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;日本市場二氧化鈦供不應求[J];氯堿工業(yè);2000年10期

2 ;英成功從二氧化鈦直接提取鈦[J];氯堿工業(yè);2000年12期

3 ;2000年世界二氧化鈦供應趨緊[J];天津化工;2000年02期

4 ;二氧化鈦的制備[J];無機鹽工業(yè);2001年01期

5 吳永慶;二氧化鈦的制造[J];化學世界;1956年12期

6 丁寶桐;;日本二氧化鈦提價[J];無機鹽工業(yè);1983年03期

7 丁寶桐;我國急于想進口二氧化鈦[J];無機鹽工業(yè);1985年03期

8 張煥臻;泰國將建成一座二氧化鈦廠[J];有色冶煉;1986年06期

9 陸山南;;世界二氧化鈦的生產(chǎn)廠家簡介[J];中國涂料;1987年03期

10 ;黑色氧化鈦粉末的制備[J];無機鹽工業(yè);1995年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王樂飛;楊志寧;張昭;;超聲洗滌水合二氧化鈦的研究[A];第一屆全國化學工程與生物化工年會論文摘要集(上)[C];2004年

2 林海;胡永平;;超細非金屬礦物顆粒表面包覆二氧化鈦膜的機理[A];中國顆粒學會2002年年會暨海峽兩岸顆粒技術研討會會議論文集[C];2002年

3 姚禮峰;鄧江峰;沈強;張聯(lián)盟;;厚度可控的二氧化鈦中空微球的制備[A];中國化學會第二十五屆學術年會論文摘要集（上冊）[C];2006年

4 王艷麗;王佳;盧瓊;陳欣欣;張海嬌;焦正;;納米二氧化鈦的表面熒光修飾及應用[A];中國化學會第26屆學術年會化學生物分會場論文集[C];2008年

5 孫慶文;林原;;快速制備具有顆粒填充的二氧化鈦管陣列應用于高效染料敏化太陽能電池[A];第十三屆全國太陽能光化學與光催化學術會議學術論文集[C];2012年

6 雷萬華;王雪松;張寶文;;抗壞血酸表面修飾的二氧化鈦納米顆粒的光動力活性研究[A];中國化學會第27屆學術年會第12分會場摘要集[C];2010年

7 張學軍;張雅心;莫瑤;;介孔碳/二氧化鈦復合材料的制備[A];第22屆炭—石墨材料學術會論文集[C];2010年

8 王遠;劉衛(wèi)軍;謝崢;桂琳琳;唐有祺;;光誘導超親水性氧化鈦復合膜的研究[A];2000'全國光催化學術會議論文集[C];2000年

9 馬躍東;;晶型、粒徑及復合比例可控的納米二氧化鈦制備技術及應用[A];建設小康與高技術產(chǎn)業(yè)化——中國科協(xié)2003年學術年會第35分會場論文集[C];2003年

10 黃朝章;崔超;李佳;胡斌;;新型氧化鈦中空膜的合成、表征及其在痕量元素分析中的應用[A];中國化學會第26屆學術年會分析化學分會場論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張海波;日本市場二氧化鈦供不應求[N];中國化工報;2000年

2 文欣;世界二氧化鈦市場恢復性增長[N];中國化工報;2003年

3 肖化;全球二氧化鈦市場需求強勁[N];中國化工報;2004年

4 ;2004年二氧化鈦市場將出現(xiàn)強勁反彈[N];中國石油報;2003年

5 飄塵;2006年世界二氧化鈦需求平穩(wěn)[N];中國有色金屬報;2006年

6 李港;全球二氧化鈦貨緊價升[N];國際商報;2003年

7 中塑;亞洲塑料用二氧化鈦需求增長最快[N];國際商報;2003年

8 張海波;日本擬提高氧化鈦出口價格[N];國際經(jīng)貿(mào)消息;2002年

9 饒興鶴;全球二氧化鈦市場炙手可熱[N];中國化工報;2006年

10 王軍;全球二氧化鈦市場需求年增速2%-3%[N];廣東建設報;2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 華浩;基于二氧化鈦團聚球的異質(zhì)結(jié)納米材料的合成及催化研究[D];重慶大學;2015年

2 蔡寧寧;氧化鈦纖維的制備及其負載微納米晶的研究[D];山東大學;2015年

3 張曉凡;TiO_2基納米材料的制備及其光電催化性能的研究[D];華中科技大學;2015年

4 劉旭;單分散性二氧化鈦納米粒子的制備、組裝及性質(zhì)研究[D];吉林大學;2016年

5 李亞斌;沙柳纖維素/二氧化鈦復合材料的制備及性能研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學;2015年

6 鄒曉新;多孔二氧化鈦材料的制備、微結(jié)構(gòu)調(diào)控及性能研究[D];吉林大學;2011年

7 王萬麗;氮氧化鈦制備及其在氧電極中應用研究[D];上海交通大學;2012年

8 和東亮;摻雜改性的二氧化鈦納米材料的光催化性能研究[D];吉林大學;2008年

9 羅燕;基于天然纖維素物質(zhì)的二氧化鈦納米復合材料的制備及性質(zhì)研究[D];浙江大學;2015年

10 楊穎;工業(yè)鈦液制備鐵摻雜硫酸化多孔二氧化鈦及其機理研究[D];成都理工大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賀天成;納米二氧化鈦復合材料的制備及其性能研究[D];燕山大學;2015年

2 劉大偉;二氧化鈦包覆云母氧化鐵顏料的制備及其性能研究[D];中國地質(zhì)大學(北京);2015年

3 鄧琴;氟改性納米二氧化鈦的制備及光催化性能研究[D];四川農(nóng)業(yè)大學;2015年

4 尤會敏;酞菁敏化二氧化鈦的制備及其光催化性能研究[D];浙江理工大學;2016年

5 肖秋實;空心鎳鋅鐵氧體/二氧化鈦/聚苯胺復合物的設計構(gòu)筑及其對染料廢水的處理[D];浙江師范大學;2013年

6 王瑤;銀摻雜多孔二氧化鈦的制備、表征和光催化性能的研究[D];中北大學;2016年

7 朱亞娟;氧化纖維素負載敏化二氧化鈦的制備與性能研究[D];浙江理工大學;2016年

8 李明明;介孔納米二氧化鈦的制備及其光催化活性[D];遵義醫(yī)學院;2016年

9 陳仕強;一維二氧化鈦納米材料的制備、改性及性能研究[D];湖北工業(yè)大學;2016年

10 張樂;二氧化鈦包覆鈀中空磁性納米催化劑的制備及應用[D];蘭州大學;2016年

，

本文編號：993961