收藏本站
《河北大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能

张旭  
【摘要】:二氧化钛是一种重要的半导体光催化材料,具有光催化活性好、耐腐蚀能力强、本身稳定性高、价格相对较低以及对人体无毒等优点,在光催化降解有机物方面显示了优良的特性,因而在环境污染防治、水处理、空气净化、制备自清洁材料等许多领域有着广阔的应用前景,成为材料学及催化科学研究的热点。然而TiO2是宽禁带材料,光谱响应范围较窄,对太阳能的利用效率较低,而且难于过滤及回收,在很大程度上限制了它的实际应用。为了提高TiO2的实用性,本文做了如下工作: 设计了过渡金属离子掺杂工艺,对铈掺杂TiO2纳米材料进行了研究。实验中以廉价、易得的普通无机盐为原料,采用水热法合成了纳米CeO2-TiO2粉体,并对所合成的粉体进行了表征。X-射线衍射分析结果证明,水热法合成的产品为四方晶系锐钛矿结构,用透射电子显微镜(TEM)观察粒子基本呈球形,粒径20nm左右。应用实验证实改性后的粉体具有更高的反应活性,提高了光催化降解有机染料的速度和效率。 基于介孔材料的发展,我们除了借助介孔分子筛的大比表面积来提高催化剂的吸附能力外,还通过金属元素的掺杂来促使TiO2光生电子与空穴的分离,双向提高其光催化效率和光谱响应范围。本文以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与聚乙二醇或OP乳化剂为复合模板剂,利用水热法制备了一系列铈掺杂的二氧化钛介孔材料,并对影响反应的多种因素进行优化,确定了最佳反应条件。利用X-ray衍射仪进行物相分析,证明产品为四方晶系锐钛矿结构,用TEM观察样品形貌为无序介孔材料,可以很清楚地看到蠕虫状的无序孔道。产品的N2吸附一脱附等温线形状为LangmuirⅣ型,是典型的介孔结构吸附脱附等温线,并计算得到它的孔径在10-20nm之间。光吸收及吸附实验表明:水热法合成的纳米CeO2-TiO2复合介孔材料的吸附性能均优于同法合成的非介孔产品,并且证实:介孔粉体在紫外和可见光区都具有比非介孔纳米TiO2粉体更高的光吸收性能。光催化应用实验表明:本实验合成的纳米CeO2-TiO2复合介孔催化剂在太阳光照射下在40min以内就可完成对有机染料的接近100%脱色降解,比非介孔纳米TiO2粉体的脱色降解时间缩短了近一半。而对粉体的回收再利用实验证明:介孔粉体的过滤速度快,回收率高,而且重复利用效果也比非介孔纳米ZiO2粉体要好。
【学位授予单位】:河北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O611.3

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 方彩霞,钱晓良,王奎;CeO_2-TiO_2负载型复合光催化剂的制备和性能研究[J];工业催化;2004年11期
2 祖庸,雷闫盈,王训,吴金龙,曾庆森;纳米ZnO的奇妙用途[J];化工新型材料;1999年03期
3 井立强,孙晓君,郑大方,徐跃,李万程,蔡伟民;ZnO超微粒子的量子尺寸效应和光催化性能[J];哈尔滨工业大学学报;2001年03期
4 陈士夫,赵梦月,陶跃式,梁新;玻璃纤维附载TiO_2光催化降解有机磷农药[J];环境科学;1996年04期
5 施利毅,李春忠,房鼎业,古宏晨,华彬,张仲燕;二氧化钛超细粒子的制备及其光催化降解含酚溶液[J];华东理工大学学报;1998年03期
6 刘敏娜,王桂清,罗成,徐英;纳米氧化锌的制备与表征[J];精细化工中间体;2002年02期
7 徐悦华,古国榜,陈小泉,李新军;复合纳米Fe_2O_3/TiO_2的制备、表征及光催化活性[J];华南理工大学学报(自然科学版);2001年11期
8 刘平,凌岚,林华香,付贤智;光催化抗雾膜材料的制备及其亲水性研究[J];高等学校化学学报;2000年03期
9 王艳芹,张莉,程虎民,马季铭;掺杂过渡金属离子的TiO_2复合纳米粒子光催化剂──罗丹明B的光催化降解[J];高等学校化学学报;2000年06期
10 胡安正,唐超群;纳米TiO_2光催化材料及其应用于环境保护的研究进展[J];功能材料;2001年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯洁;;掺铁纳米ZnO粉体的软化学法合成及其表征[J];浙江师范大学学报(自然科学版);2005年04期
2 王卫伟,张志焜;过渡金属离子掺杂纳米TiO_2的机理和光吸收特性[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2003年02期
3 蔡登科,喻剑辉,文习山,蓝磊,张志强;纳米TiO_2的制备及其在水处理应用方面的发展[J];华东电力;2003年07期
4 李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹;纳米TiO_2的特性[J];四川有色金属;2002年03期
5 任成军,李大成,钟本和,周大利,刘恒,龚家竹;影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施[J];四川有色金属;2004年04期
6 赖雪飞,游贤贵,谢克难,黄学超,秦艳芳;金属包履型复合粉末的研究进展[J];四川有色金属;2005年03期
7 钱翼清,赵平,王卫华;烷基化纳米SiO_2/MMA乳液聚合物及其对PC的改性研究[J];工程塑料应用;2002年01期
8 王孝军,杨杰,龙盛如;纳米材料及其在工程塑料改性中的应用[J];工程塑料应用;2002年10期
9 刘建林,肖久梅,史孝群,龚春秀,马文江;纳米CaCO_3填充环氧树脂分散技术及力学性能研究[J];工程塑料应用;2003年03期
10 惠雪梅,张炜,王晓洁;环氧树脂/SiO_2,纳米复合材料性能的研究[J];工程塑料应用;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姜华;;光催化纳米氧化物在甲醛净化中的运用[A];2003年中国纳微粉体制备与技术应用研讨会论文集[C];2003年
2 李春霞;李立平;酒金婷;王柏华;;纳米粒子的表面改性研究进展[A];第二届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2002年
3 李星国;;纳米材料研究及其应用[A];第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2003年
4 张永文;陈英;;含纳米ZnO抗紫外整理剂的制备及性能研究[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
5 顾群;黄翔;杨建忠;王进美;;纳米光催化材料在功能性空气过滤材料改性整理中的应用研究探讨[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
6 王敏;;纳米材料在丝绸文物保护上的应用[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
7 黄翔;赵丽宁;狄育慧;;弱光源纳米光催化活性碳纤维滤料净化室内甲醛的实验研究[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
8 王东;路建军;齐宏进;;防水透湿织物上碳氟膜的纳米结构及均匀性的初步研究[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
9 高惠;杨俊玲;;纳米SiO_2的制备方法及应用[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
10 冉东凯;储德清;;纳米二氧化钛在功能纺织品中的应用[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张莉莉;无机层状纳米复合物的软化学法制备、结构及性能研究[D];南京理工大学;2005年
2 杨秋景;掺杂纳米TiO_2对庚烷的光催化氧化作用研究[D];吉林大学;2005年
3 张雪彤;锆/氧化锆高温高压化学传感器电极膜材料的制备与表征[D];中国地质大学(北京);2005年
4 吕树臣;纳米晶ZnO及ZnO:RE材料的制备和发光性质研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
5 潘海祥;光催化降解饮用水中几种典型有机污染物——影响因素及降解机理的研究[D];中国科学院广州地球化学研究所;2000年
6 黄怀国;导电聚合物-纳米半导体微粒复合膜的制备和性能研究[D];厦门大学;2001年
7 陈建军;纳米TiO_2光催化剂的制备、改性及其应用研究[D];中南大学;2001年
8 王玫;β-SiC薄膜的低温沉积及特性研究[D];北京工业大学;2002年
9 张静武;金属塑性变形与断裂的TEM/SEM原位研究[D];燕山大学;2002年
10 刘晓鹏;TiNi形状记忆合金薄膜显微结构及相变行为研究[D];大连理工大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王奎;新型光催化剂载体羟基磷灰石的制备及性能表征[D];华中科技大学;2005年
2 方彩霞;CeO_2-TiO_2负载型光催化剂的制备和微波场助光催化降解染料废水的研究[D];华中科技大学;2005年
3 裴华;微波无极紫外光处理活性艳红X-3B染料废水中试研究[D];华中科技大学;2005年
4 李协吉;纳米二氧化钛在环境卫生领域的应用基础研究[D];四川大学;2005年
5 赵倩;钙钛矿型复合氧化物Ln_(1-x)Sr_xFeO_(3-δ)(Ln=La, Nd)的合成和电输运性能研究[D];内蒙古大学;2006年
6 李计元;陶瓷表面能调控及其易洁性研究[D];河北工业大学;2007年
7 冯志兵;天然沸石负载二氧化钛光催化剂的制备和性能的研究[D];吉林大学;2005年
8 汤灿;表面活性剂对金属氧化物吸附与光解疏水性有机物的影响[D];湖南农业大学;2005年
9 肖明威;光催化氧化法处理抗生素废水新技术研究[D];广东工业大学;2005年
10 陈静;含酚废水的支撑液膜分离研究[D];西安理工大学;2005年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张俊平,王艳,戚慧心;CeO_2-TiO_2复合催化剂的制备、表征和性能[J];北京师范大学学报(自然科学版);2001年05期
2 刘平,林华香,付贤智,孟春;掺杂TiO_2光催化膜材料的制备及其灭菌机理[J];催化学报;1999年03期
3 施利毅,古宏晨,李春忠,房鼎业,张怡,华彬;SnO_2-TiO_2复合光催化剂的制备和性能[J];催化学报;1999年03期
4 朱永法,张利,姚文清,曹立礼;溶胶-凝胶法制备薄膜型TiO_2光催化剂[J];催化学报;1999年03期
5 王承遇,钟萍,姜妍彦,张国武;掺杂铈对玻璃表面TiO_2薄膜上油酸光催化降解的影响[J];催化学报;2000年05期
6 高远,徐安武,祝静艳,刘汉钦;RE/TiO_2用于NO_2~-光催化氧化的研究[J];催化学报;2001年01期
7 郑宜,李旦振,付贤智;水蒸气对有机污染物微波光催化氧化反应的影响[J];催化学报;2001年02期
8 赵文宽,牛晓宇,贺飞,方佑龄;TiO_2/SiO_2的制备及其对染料X3B溶液降解的光催化活性[J];催化学报;2001年02期
9 成英之,张渊明,唐渝;WO_3-TiO_2薄膜型复合光催化剂的制备和性能[J];催化学报;2001年02期
10 周磊,刘昌,赵文宽,胡翎,方佑龄;液相沉积法制备光催化活性掺铁TiO_2薄膜[J];催化学报;2003年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王振兴,丁士文,张美红,张玉卓;自组装合成纳米复合TiO_2-ZnO介孔材料及其光催化性能[J];化学学报;2005年03期
2 ;纳米孔材料与形貌控制[J];上海化工;2001年17期
3 王升高,汪建华;纳米碳管阵列[J];功能材料与器件学报;2002年02期
4 张美红,丁士文,王振兴,张玉卓;化学自组装合成Sn掺杂的纳米TiO_2介孔材料及其光催化性能[J];中国科学B辑;2005年03期
5 王林江,吴大清;矿物材料在纳米科技中的应用[J];矿物学报;2001年03期
6 李亚利,梁勇,郑丰,肖克沈,胡壮麒;热处理过程中纳米非晶Si-N-C粉的晶化及微结构变化研究[J];无机材料学报;1996年01期
7 祖庸,任莉;超微细粉体TiO_2的性能及应用[J];钛工业进展;1996年05期
8 ;信息与动态[J];工具技术;2000年11期
9 张立德;纳米材料和技术的战略地位、发展趋势和应用[J];中国高新技术企业杂志;2000年Z1期
10 ;纳米技术发展可能经历五个阶段[J];航空精密制造技术;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李宝宗;陈玉霞;李艺;杨永刚;;利用手性两亲化合物控制介孔材料形貌及孔结构[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
2 曹艳平;郑修鹏;李博;冯西桥;;测量微/纳米纤维弹性模量的屈曲方法[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
3 毛健;赵立涛;程鹏;李华峰;陈国需;;纳米La_2O_3或CeO_2添加对TiO_2-SiO_2润滑添加剂磨擦修复特性的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
4 肖旭贤;黄可龙;杨珉;何琼琼;;季铵盐纳米磁粒杀菌剂的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
5 田惠文;李伟华;侯保荣;;纳米SiO_2改性环氧涂层电化学阻抗谱研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C];2010年
6 徐舒涛;张维萍;李新;刘宪春;韩秀文;包信和;;甲醇在一维纳米限域体系扩散动力学的HP ~(129)Xe NMR研究[A];第十六届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2010年
7 周涛;贺贝贝;江涵;王宁;;化学沉淀法制备纳米CeO_2的工艺研究[A];中国颗粒学会超微颗粒专业委员会第五届年会暨海峡两岸纳米颗粒学术研讨会论文集[C];2007年
8 陈旭;黄瑜;李亮;;聚吡咯纳米回形针的合成与性能[A];第九届全国微型化学实验研讨会暨第七届中学微型实验研讨会论文集[C];2011年
9 童曼;杜江坤;鲍建国;袁松虎;;微孔滤膜负载纳米Pd/Fe对五氯酚的降解研究(英文)[A];持久性有机污染物论坛2011暨第六届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2011年
10 刘恒权;姚素薇;宋仁峰;唐建军;张卫国;王宏智;李荣先;;光诱导转化法制备单晶Ag纳米三棱体和立方体[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李斌 沈路涛;纳米离我们并不遥远[N];安徽经济报;2000年
2 科言;纳米是怎么回事?[N];中国妇女报;2002年
3 林小春 姜岩;科学家呼吁走出“纳米热”的误区[N];中国化工报;2002年
4 黎昌政;我国科学家首创纳米硫[N];中国矿业报;2002年
5 本报特约记者 周建;“纳米布”陷入炒作[N];大众科技报;2000年
6 本报记者 文成;纳米如何冲破产业化瓶颈[N];中国高新技术产业导报;2000年
7 本报记者 沐清;纳米产业并不遥远[N];中国高新技术产业导报;2002年
8 本报记者 肖巍;标准之争暴露中国纳米业“痼疾” 上市公司投资“雷声大、雨点小”[N];中国高新技术产业导报;2002年
9 张永胜;有一种水叫“纳米水”[N];光明日报;2002年
10 本报记者 徐晓宁;纳米眼球还不能让盲人复明[N];健康报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张金昌;纳米介孔材料的形貌控制合成及应用[D];大连理工大学;2010年
2 刘福建;高温水热,溶剂热法合成稳定多功能化的介孔材料[D];吉林大学;2011年
3 张贵军;聚丙烯酸酯/纳米氧化锡锑复合乳液的制备、表征及其在透明隔热涂料中的应用研究[D];华南理工大学;2010年
4 陆洪彬;不锈钢表面高性能纳米防护涂层研究[D];南京大学;2011年
5 任浩;纳米及表面吸附体系的第一性原理研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 刘燕;功能化介孔材料的制备及其在金属污染物选择性分离与生物传感中的应用[D];江苏大学;2011年
7 汪超;磁场中Ni-纳米Al_2O_3复合镀层制备及其电沉积机理的研究[D];上海大学;2011年
8 葛性波;纳米多孔金属薄膜的制备与电催化性能[D];山东大学;2011年
9 贾鑫;飞秒激光制备半导体表面纳米周期结构[D];华东师范大学;2010年
10 唐玮;皮肤的纳米生物摩擦学行为研究[D];中国矿业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张旭;纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能[D];河北大学;2009年
2 齐俊杰;水溶性刺激响应碳纳米角的制备与表征[D];天津大学;2010年
3 于艳梅;新型可释放一氧化氮材料的研究[D];华东理工大学;2012年
4 杨微;纳米二氧化钛的复合改性及其光催化性能的研究[D];沈阳工业大学;2010年
5 杜洁;掺杂纳米碳化硅薄膜的制备及光学特性研究[D];河北大学;2008年
6 王艳明;镍氢电池正极材料纳米氢氧化镍的合成新方法研究[D];天津大学;2010年
7 李伟;聚合物/氢化钛制备纳米鳞片与复合涂膜防腐性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 张宝华;低维纳米超结构材料的可控合成及其性能的研究[D];广西师范大学;2011年
9 李娇莉;退火方式对生物成像用红色纳米磷光材料性能的影响[D];东北师范大学;2011年
10 朱元清;在球形聚合物刷反应器中制备纳米贵金属及其催化活性研究[D];华东理工大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026