收藏本站
《南京理工大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

二氧化钛光催化功能材料的制备及其性能研究

吴哲  
【摘要】:纳米Ti02作为众多光催化剂中的一种,具有无毒、化学稳定性好、催化活性高等优点,但是目前使用的TiO2纳米粉末存在容易团聚、难以回收再利用等缺点。为了克服以上缺点,本文以TiCl4为钛源,以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法分别结合离心甩丝技术和浸渍法制备了 Si02掺杂的Ti02纤维和Si02掺杂的负载型Ti02;以TiCl4为钛源,以Fe(N03)3·9H20为铁源对可见光响应的Fe3+掺杂Ti02纤维的制备方法进行了初步探究。利用XRD、超景深显微镜、比表面仪、SEM、UV-Vis、XPS等测试分析方法对催化剂的物相组成、形貌、光谱响应特征等进行了研究。使用甲基橙溶液作为降解目标研究了在不同条件下制备的上述催化剂的光催化性能。研究结果如下:通过调节Si02的掺杂量和热处理温度,成功制备出了 SiO2掺杂的透明纳米晶Ti02纤维。实验表明,Si02掺杂Ti02可以抑制锐钛矿型Ti02向金红石型Ti02的转变,抑制晶粒的长大,提高TiO2纤维在紫外光下的催化活性;当Si02掺杂量为20 mol%时,在水蒸气气氛中经700 ℃热处理后的产物为锐钛矿型Ti02纤维,纤维比表面积为108.489 m2/g,表面孔径主要分布在4 nm左右,在紫外光下表现出最佳的光催化活性。TiO2纤维在强酸(pH=2)及强碱(pH=13.5)条件下对甲基橙的降解效果较好,其中酸性条件更有利于甲基橙的降解。以15 ppi的Al2O3开孔泡沫陶瓷为载体,以c(Ti4+)=1.5 mol/L、Si02掺杂量为20 mol%的钛溶胶进行负载实验。经过4次负载的效果最为理想,此时Ti02负载层与基体结合牢固,不易发生脱落,具有良好的光催化活性和重复使用性能,容易实现催化剂的回收和再利用。通过调节Fe3+的掺杂量和热处理温度,制备了 Fe3+掺杂的透明纳米晶Ti02纤维。实验表明,Fe3+的掺杂能促进锐钛矿型Ti02向金红石型TiO2的转变、抑制晶粒的长大;随着Fe3+掺杂量的增加,Ti02吸收带边发生明显的红移,Fe3+的掺杂还可以改变光生电子-空穴的复合率。当Fe3+掺杂量为0.05 mol%时,在水蒸气气氛中经450℃热处理后的产物为锐钛矿型Ti02纤维,纤维比表面积为91.023 m2/g,表面孔径主要分布在10nm左右,禁带宽度从未掺杂的2.99 eV减小到2.70 eV,光生电子和空穴的复合率最低,该纤维在紫外和可见光条件下均表现出光催化活性。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O643.36;O644.1;X703

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 储金宇;樊迪;;自由基降解甲基橙溶液试验[J];江苏大学学报(自然科学版);2010年04期
2 周云龙;胡志彪;丁荫祥;丘则海;张程;;竹炭对甲基橙溶液吸附行为的研究[J];材料导报;2009年02期
3 王怡中,符雁,汤鸿霄;甲基橙溶液多相光催化降解研究[J];环境科学;1998年01期
4 冯国随;;氯化氢中游离氯的测定——以溴化钾甲基橙的酸性溶液作氯化氢的吸收液[J];氯碱工业;1989年02期
5 黄捷;;对印染废水中甲基橙去除的新方法研究[J];资源节约与环保;2017年12期
6 徐朋飞;郭怡秦;王光辉;王学刚;李鹏;;紫外活化过硫酸盐对甲基橙脱色处理实验研究[J];环境工程;2017年11期
7 王敏;朱佐毅;白爱民;杨水金;;磷钨酸借自然光催化甲基橙溶液降解脱色的研究[J];化学试剂;2006年09期
8 王鸿辉;马明洁;冯婕;黄文杰;;电解质对甲基橙电催化氧化性能影响研究[J];化学工程师;2018年04期
9 王书;李攀;;铜铈复合氧化物催化降解甲基橙[J];环境工程学报;2018年11期
10 郑文轩;杨瑛;;超声与活性炭降解甲基橙溶液的研究[J];安徽农业科学;2010年36期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陶长元;刘仁龙;刘作华;朱俊;;微波促进铬渣脱色甲基橙溶液的研究[A];中国化学会全国微波化学学术研讨会论文摘要集[C];2005年
2 杨水金;张义军;韩德艳;胡艳军;;磷钨酸光催化甲基橙溶液降解脱色的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
3 李建章;冯发美;钟俊波;;硝酸根光催化脱色甲基橙溶液的研究[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年
4 杜军;司秀杰;刘作华;刘仁龙;朱俊;陶长元;;减压膜蒸馏法处理甲基橙溶液的实验研究[A];中国化学会第七届水处理化学大会暨学术研讨会会议论文集[C];2004年
5 赵晓兰;刘杰濮;张鹏;徐瑞芬;胡伟康;;纳米TiO_2对甲基橙溶液的降解脱色研究[A];纳微粉体制备与应用进展——2002年纳微粉体制备与技术应用研讨会论文集[C];2002年
6 陶长元;刘作华;孙大贵;李晓红;;温度对Fenton法催化脱色甲基橙溶液影响的研究[A];第四届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2005年
7 张丽;孙冰;;脉冲放电对甲基橙的脱色效果研究[A];中国物理学会静电专业委员会第十三届学术年会论文集[C];2006年
8 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
9 杨海峰;张苹;曹阳;;碱热处理钛片光催化性能的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
10 张平;张继军;马振珠;马眷荣;王廷籍;;自洁净玻璃光催化分解甲基橙溶液的研究[A];2007中国浮法玻璃及玻璃新技术发展研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘作华;微波促进含铬矿物催化氧化甲基橙的研究[D];重庆大学;2005年
2 高宏宇;利用水淬高炉渣制备吸附剂及其在环境污染控制中的应用[D];中国地质大学;2017年
3 李元元;钙钛矿型可见光响应催化剂的合成及光催化性能的研究[D];华中科技大学;2010年
4 王敏;液相沉淀法制备钒酸铁纳米光催化剂及其光催化性能研究[D];重庆大学;2009年
5 刘义;水热法制备铋铁系化合物及其光催化性能研究[D];合肥工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄燕琴;微波下染料废水处理催化剂的研究[D];南昌大学;2013年
2 吴哲;二氧化钛光催化功能材料的制备及其性能研究[D];南京理工大学;2018年
3 王孟晴;Ag-Zn_3(VO_4)_2催化剂的合成及其可见光催化活性研究[D];南京大学;2015年
4 徐俊;TiO_2基纳米材料的制备及其光电催化降解甲基橙废水的研究[D];河南大学;2018年
5 张慧;铋、钛含氧化物的制备及其对有机染料的吸附[D];湖南师范大学;2018年
6 樊华;超声辅助制备Fe系柱撑蒙脱土及催化湿式过氧化氢法降解甲基橙的研究[D];西北大学;2018年
7 王晨;FeS活化过硫酸盐处理甲基橙模拟废水[D];东北石油大学;2018年
8 王伟;绿锈去除难降解有机物研究[D];大连交通大学;2017年
9 肖巍巍;Mn、Ce掺杂TiO_2催化剂体系的阻抗分析及其光电催化降解甲基橙研究[D];中国石油大学(北京);2017年
10 姜亚玲;阴阳极同时作用电化学法降解染料废水试验研究[D];沈阳建筑大学;2016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