收藏本站
《内蒙古师范大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

二氧化钛光催化降解甲醛的第一原理研究

韩飞  
【摘要】: 甲醛作为影响人们身体健康的有害物质之一,给人们的带来了许多危害,开发降解甲醛且不造成二次污染的催化剂是当前研究的主要课题。TiO_2以其光化学性质稳定、无毒、价廉、催化活性高等优点,在治理污水、降解有机物、净化空气、自清洁、杀菌等方面得到广泛的应用。 光催化剂TiO_2具有较宽的带隙,对太阳光的利用率较低,在实验中对光的利用率及TiO_2在哪个表面吸附CH2O才是稳定的结构遇到了困难,本文采用基于第一原理的Materials Studio程序的Castep(Cambridge Serial Total Energy Package)模块系统的对金红石型TiO_2和锐钛矿型TiO_2吸附CH2O前后最佳吸附方式及对氟掺杂锐钛矿TiO_2的空间结构、电子结构等进行了理论探索。 首先对锐钛矿型TiO_2(001)、(110)和(100)晶面结构,发现(001)晶面能量最低。通过对甲醛吸附到(001)面的6种初始猜测方式的几何优化,发现从甲醛H-C-O侧面吸附方式为最稳定的吸附方式,吸附能最大,发生了化学吸附。吸附后甲醛中C-H键变弱,键长增加,C-O键增强,键长缩短。甲醛中C原子与邻近层Ti和O原子间电子云发生重叠,有新的Ti-O和Ti-C键生成。吸附前后锐钛矿型TiO_2(001)能隙从2.6 ev降低为2.5 ev,光催化吸收波长从476 nm增加到495 nm。 详细研究金红石型TiO_2的(001)、(100)、(110)表面,计算分析了电荷密度、态密度图、能带结构。发现(110)表面为吸附甲醛的稳定表面, CH_2O在金红石型TiO_2(110)表面的吸附行为是物理吸附。 系统探究了F掺杂锐钛矿型TiO_2后的电荷密度和态密度图。计算结果表明,F原子取代O原子后,F原子与Ti原子有共价键生成,TiO_2的带隙宽度变窄,这样就有可能使TiO_2在太阳光下就吸收可见光,提高光催化效率。
【学位授予单位】:内蒙古师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O643.32

知网文化
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 宋桥台;杨苹;王锦标;鲁雄;黄楠;;磷掺杂金红石TiO_2电子结构的第一性原理研究[J];材料科学与工程学报;2008年03期
2 雷阎盈,余历军,张秀成;纳米TiO_2杀菌陶瓷的杀菌机理与性能[J];佛山陶瓷;2004年09期
3 刘凡新,郭志岩,杨涛,崔作林;掺铈纳米TiO_2薄膜制备及光催化降解甲醛甲苯[J];分子催化;2003年04期
4 彭晓春,陈新庚,黄鹄,李明光;n-TiO_2光催化机理及其在环境保护中的应用研究进展[J];环境污染治理技术与设备;2002年03期
5 程萍,顾明元,金燕苹;TiO_2光催化剂可见光化研究进展[J];化学进展;2005年01期
6 魏子栋,殷菲,谭君,WalterZ.Tang,侯万国;TiO_2光催化氧化研究进展[J];化学通报;2001年02期
7 倪永红,葛学武,徐相凌,陈家富,张志成;纳米材料制备研究的若干新进展[J];无机材料学报;2000年01期
8 蒋仕宇;滕波涛;鲁继青;刘雪松;杨培芳;杨飞勇;罗孟飞;;甲醛在CeO_2(111)表面吸附的密度泛函理论研究[J];物理化学学报;2008年11期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李冬鹏,娄平;一种新的代数对角化法的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年01期
2 孟凡明;肖磊;孙兆奇;;TiO_2薄膜光催化性能研究进展[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
3 王枝宝,胡乃梁;试纸法快速鉴定化肥品质和测定化肥中氮、磷、钾、缩二脲[J];安徽大学学报(自然科学版);1996年03期
4 温善菊;吴景贵;;土壤无机纳米微粒对土壤肥力的影响[J];安徽农业科学;2008年04期
5 李莉;宋俊密;陈强;;纳米TiO_2薄膜的制备技术研究进展[J];安徽农业科学;2008年11期
6 黄锦勇;刘国光;刘力章;;体系pH值和载气对TiO_2光催化还原Cu(Ⅱ)离子的影响[J];安徽农业科学;2010年05期
7 夏凤丽;孙涛;;钐掺杂TiO_2负载型催化剂降解甲基橙的影响因素[J];安徽农业科学;2010年11期
8 方立铭;季学韩;崔执风;;CF_2自由基电子激发态解离通道的静力学分析[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2006年02期
9 徐玉梅,方林瑞;量子点中电─声子系统的能量与温度关系探讨[J];安徽教育学院学报(自然科学版);1998年01期
10 黄婷;;纳米TiO_2粉体制备的影响因素及其结构表征[J];安康学院学报;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐志兵;桂祖胜;;TiO2/4A沸石复合光催化剂制备及性能研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
2 杨哲;郑经堂;周磊;隋吴彬;吴明铂;;分段煅烧法制备纳米TiO_2[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
3 曾翎;姜华昌;杜王钻;;溶胶-凝胶法制备纳米V-TiO_2光催化剂及其亚甲基蓝降解[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
4 李晓杰;欧阳欣;闫鸿浩;;环境温度对空气氢气爆轰系统气相合成纳米TiO_2的影响[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007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 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
7 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
8 赵毅;韩静;;负载型TiO_2/ACF光催化剂的制备及其催化性能表征[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
9 刘鑫;刘福田;张宁;王冬至;;可见光活性纳米TiO_2光触媒研究进展[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2005学术年会论文专辑[C];2005年
10 甘昊;王琦;谢捷;;凹凸棒负载型TiO_2光催化剂的制备、改性及催化降解对苯二酚性能的研究[A];中国硅酸盐学会环保学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏洪源;原子分子在δ-Pu上的吸附、离解与扩散过程研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 王洪芬;涉海抗菌耐蚀性TiO_2复合薄膜的制备及其性能研究[D];中国海洋大学;2010年
3 王爱萍;改性纳米二氧化钛薄膜制备及其在模拟海水中光生阴极保护性能研究[D];中国海洋大学;2010年
4 夏明霞;高结晶度一维纳米二氧化钛的制备和修饰及光电性质研究[D];湖南大学;2010年
5 燕保荣;电磁波与低维固体表面等离体子相互作用的研究[D];华中科技大学;2010年
6 孙松;TiO_2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 于晓慧;金属掺杂TiO_2和ZnO的第一性原理研究[D];江苏大学;2010年
8 常旭;低维碳纳米材料和冰纳米管的结构与物性的数值模拟研究[D];南京大学;2010年
9 邵科;二恶英从头合成机理以及硫基抑制机理研究[D];浙江大学;2010年
10 温正城;臭氧在烟气中氧化降解多种污染物的机理研究[D];浙江大学;2009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 庞宇;纳米TiO_2的表面改性及其对聚氨酯涂层耐蚀性能的影响[D];南昌航空大学;2010年
3 伍贤方;五元芳香杂环化合物光解动力学研究[D];浙江理工大学;2009年
4 朱曜峰;碳纤维负载TiO_2复相光催化材料的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 徐军;四苯基卟啉及其衍生物的光诱导反应动力学研究[D];浙江理工大学;2010年
6 刘波;1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮及其衍生物的光诱导反应动力学研究[D];浙江理工大学;2010年
7 王友强;中孔二氧化钛光催化剂的制备及其在有机废水处理中的应用[D];郑州大学;2010年
8 李冲;超导材料性质和半导体表面重构及表面合金性质[D];郑州大学;2010年
9 孙东贞;多元缩合生成新型巴比妥酸盐衍生物反应机理的理论研究[D];郑州大学;2010年
10 孟晓辉;羧甲基壳聚糖自组装膜的制备及AFM表征[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张峰,李庆霖,杨建军,张治军;TiO_2光催化剂的可见光敏化研究[J];催化学报;1999年03期
2 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
3 菅盘铭,夏亚穆,李德宏,王晓燕;掺杂TiO_2 纳米粉的合成、表征及催化性能研究[J];催化学报;2001年02期
4 闫宗兰,林瑞,罗孟飞,辛勤;浸渍顺序对Ag-Pd/Ce_(0.8)Zr_(0.2)O_2催化剂活性及脱附性能的影响[J];催化学报;2004年08期
5 唐幸福;黄秀敏;邵建军;刘俊龙;李永刚;徐奕德;申文杰;;氧化锰八面体分子筛纳米棒的合成及其催化甲醛低温氧化性能[J];催化学报;2006年02期
6 于向阳,梁文,杜永娟,程继健;二氧化钛光催化材料的应用进展[J];材料导报;2000年02期
7 刘永兴;尚华美;于玲;王承遇;陶瑛;;溶胶-凝胶法制备稀土掺杂多孔TiO_2薄膜的表面形貌及性能研究[J];材料导报;2001年07期
8 邱健斌,刘云珍,姚建年;TiO_2薄膜的制备及其光催化性能[J];福建师范大学学报(自然科学版);2000年01期
9 雷闫盈,余历军,张秀成,齐智涛;一种纳米颗粒膜杀菌陶瓷的研究[J];佛山陶瓷;2003年11期
10 吴凤清,阮圣平,李晓平,高伟,徐宝琨,赵慕愚;一种新型纳米TiO_2涂膜及其光催化性能的研究[J];高等学校化学学报;2000年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张定国,孙荣,冯雪风;Mn~(2+)-SiO_2-TiO_2纳米薄膜光催化性能的研究[J];工业催化;2005年11期
2 张定国;刘芬;熊小青;;Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜的制备及光催化降解甲醛的研究[J];环境科学与技术;2006年05期
3 章杰;;甲醛警报用新染料[J];精细与专用化学品;1992年03期
4 沈伯弘;高纯度甲醛合成新工艺──缩醛氧化法[J];天津化工;1996年01期
5 赵亚平;关注纺织品中危害人身健康的甲醛含量[J];针织工业;2003年02期
6 吴广峰,林青山;甲醛与绿色纺织品[J];天津纺织科技;2003年01期
7 张慈爱;杨安保;谭国和;;一起含有甲醛食物中毒的调查[J];实用预防医学;2006年03期
8 谭继勇;;葡萄糖—丙酮-BrO_3~--Mn~(2+)-H_2SO_4体系的化学振荡反应研究及在其分析中的应用[J];湖南农机;2007年03期
9 沈聪文;郑艳明;李慧勇;谭建华;王继才;陈乔华;郭长虹;席绍峰;;食品纸包装中甲醛的检测——乙酰丙酮紫外分光光度法[J];河北化工;2009年02期
10 勋;;由CO和H_2一步法制甲醛[J];云南化工;1987年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵萌;王金兴;邹博;冯彩慧;吴凤清;;TiO_2纳米材料对甲醛气体的气敏性能研究[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
2 杨丹凤;袭著革;张华山;李官师;晁福寰;;用单细胞凝胶电泳技术检测甲醛的遗传毒性效应[A];新世纪预防医学面临的挑战——中华预防医学会首届学术年会论文摘要集[C];2002年
3 赵洁;左国民;;掺杂金属离子改性纳米TiO_2光催化性能的研究[A];第五届全国工业催化技术与应用年会论文集(下册)[C];2008年
4 邓高峰;谭小霞;王宏恩;唐冬芬;;几种空气净化器的净化效果分析[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会论文集[C];2008年
5 唐幸福;李溪;陈建民;李俊华;郝吉明;;氧化锰分子筛低温去除甲醛的研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
6 王兢;刘丽;纪敏;;La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_3甲醛气体传感器研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
7 曾春娥;彭晓辉;乔琰;牛丹丹;鲁志松;杨旭;;甲醛对雄性幼鼠的生殖毒性[A];中南六省性学会第一次学术年会暨湖北省性学会第二届第一次学术年会论文集[C];2003年
8 褚秀娟;张华;;纳米二氧化锰对甲醛去除效率的影响[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
9 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
10 全丽艳;吕功煊;;草酸盐对甲醛光催化氧化降解过程促进作用的研究[A];2004年全国太阳能光化学与光催化学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 高素英;甲醛危机考问啤酒巨头[N];中华工商时报;2005年
2 高扬;拒绝甲醛上餐桌[N];卫生与生活报;2006年
3 吴绵;美国关注家具甲醛排放量标准[N];中国质量报;2009年
4 记者 葛素表 沈汝发;国产啤酒“甲醛门”风波之三问[N];新华每日电讯;2005年
5 樊万朝 杨监广;二百户家居甲醛检测近半超标[N];新华日报;2004年
6 大漠;甲醛价格触底反弹[N];中国化工报;2007年
7 记者 吴艳荣 董广顺 实习生 刘彦欣;“甲醛风波”未影响我省啤酒市场[N];河北日报;2005年
8 记者 鲍晓倩 陈燕 刘成;95%国产啤酒含甲醛豪无根据[N];经济日报;2005年
9 张宪春 路敦海;青啤宣称:国内大厂皆无“甲醛啤酒”[N];中华工商时报;2005年
10 天一证券研究所 张冬云;“甲醛”对啤酒股影响有限[N];中国证券报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨丹凤;甲醛/苯单独及混配吸入染毒致大鼠多靶点毒性效应及机制研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2004年
2 王平;不同形貌TiO_2纳米材料的合成及其光电性质研究[D];吉林大学;2009年
3 杨玉花;甲醛吸入染毒致大鼠肺损伤的蛋白质组学研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2005年
4 邵华;甲醛和苯乙烯DNA加合特性及生物标志物的研究[D];山东大学;2007年
5 卢进;聚苯胺-铂-氢钼青铜催化体系的形成及其对C1分子的电催化氧化研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2004年
6 李会英;分子筛酸性位催化丁烯异构化反应机理的理论研究[D];北京化工大学;2005年
7 张海东;锑氧化物及锑钒复合氧化物催化剂上的甲烷选择氧化研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2005年
8 姚玉元;催化纤维净化室内空气有机污染物的研究[D];东华大学;2008年
9 李玉华;光催化氧化降解室内空气甲醛性能及数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 吕品;室内空气质量控制中关键检测技术的研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩飞;二氧化钛光催化降解甲醛的第一原理研究[D];内蒙古师范大学;2010年
2 陈小宾;纳米二氧化钛粒子的可控制备、表征及其对甲醛降解反应的光催化性能的研究[D];北京工业大学;2007年
3 梁斌;光催化净化室内空气中甲醛的研究[D];南京理工大学;2004年
4 李英柳;纳米TiO_2负载于活性炭纤维吸附—光催化氧化室内挥发性有机气体甲醛的研究[D];武汉大学;2004年
5 王金权;胶合板甲醛污染控制关键技术研究[D];广东工业大学;2006年
6 张博;光催化降解小分子有机污染物甲醛的研究[D];天津大学;2004年
7 曹佩玲;TiO_2薄膜的制备及光催化降解甲醛的研究[D];天津大学;2003年
8 林哲绚;甲醛对大鼠主动脉内皮细胞的毒性作用[D];汕头大学;2004年
9 孙蕾;用于声表面波甲醛传感器的相关系统研究[D];大连理工大学;2005年
10 李建华;聚丙烯酰胺/苯酚/间苯二酚/甲醛有机交联体系交联机理及动力学研究[D];华南热带农业大学;2005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