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《黑龙江大学》 2010年
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界面异相结特征的纳米TiO_2基光催化剂的构建

秦旭  
【摘要】: 20世纪以来,半导体光催化技术被认为是未来有很大潜力的降解有机污染物的主要方法之一。纳米TiO2因具有廉价,氧化能力强,对环境友好等优点而得到了广泛关注。但由于其自身光生载流子分离效率低和太阳光利用率差这两个瓶颈因素限制了其实用化,因此进一步提高其紫外光活性和提高太阳光利用率是十分必要的。在参照相关研究论文和在课题组前期研究基础上,本论文主要在构筑界面异相结特征的纳米TiO2基光催化剂基础上开展了两个方面的内容。 首先通过浸渍过程构筑了磷酸根和溶胶水热法合成的纳米TiO2的异相结,重点研究了磷酸修饰对纳米TiO2相转变机理和光催化活性的影响。结果表明磷酸的修饰能够提高TiO2的锐钛矿相的相转变温度并且表现出了优越的活性,这与锐钛矿结晶度提高同时保持大的比表面积有关。我们构建异相结的策略应用于P25-TiO2,进一步证明了提高锐钛矿结晶度同时保持大的比表面积能够显著提高紫外光催化活性。 然后构筑了Ag_2S-[PO4]3--P25三相的异相结体系,重点研究了构筑异相结后对体系光催化活性的影响,预期通过构筑界面异相结来改善光生载流子的分离及转移状况。初步实验结果表明,复合体系表现了较大的吸附性能,并且提高了其可见光活性。详细的研究正在进行中。 在研究过程中我们发现构建三相异相结的一个关键步骤是对硫化银粒子的控制合成。由于Ag2S的溶度积较小,合成过程中粒子较大且不宜调控。在本论文中,创新性地发展了同步沉淀聚合法来调控Ag2S的粒子尺寸。在合成过程中,主要利用硅烷偶联剂γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)及巯基乙酸等有机硫来调控硫化银的成核与生长。并且为后续构筑三相结的异质结构提供了根据。 综上所述,在本硕士论文工作中,通过构筑不同的异相结来改善纳米粒子的光催化性能。同时创新的合成了小粒子尺寸的硫化银纳米粒子,较为创新性地发展了提高P25-TiO2结晶度同时保持大的比表面积的策略,并可以进一步拓展其可见光响应。从而为设计合成高活性的半导体光催化材料提供有力支持。
【学位授予单位】:黑龙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O643.36

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【参考文献】
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【共引文献】
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