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《中南民族大学》 2013年
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二氧化钛光催化材料的结构调控及性能增强

郑洋  
【摘要】:近些年来,半导体光催化技术因为有望解决日益严重的能源和环境问题,已受到广泛关注。以二氧化钛为代表的半导体光催化材料因其独特的物理化学性能,已经在光催化降解污染物、净化空气、光催化分解水产氢、光催化还原二氧化碳和染料敏化太阳能电池等多个领域得到应用。但是,该材料仍然存在着一些缺陷,如光响应范围太窄(只能利用紫外光),量子效率低(不到10%),严重限制了其在环保和能源领域的大规模实际应用。因此,对高(可见光)活性光催化剂的研究与开发,是非常有意义的课题。 针对上述问题,本硕士论文主要从半导体复合、晶面调控和空心结构效应等角度出发,制备高活性半导体光催化材料。论文的主要研究内容总结如下: 第一,以钨酸钠和硝酸铋为原料,磺化聚苯乙烯为添加剂,采用水热法合成出三维花状自组装结构的Bi_2WO_6纳米材料;并以此为基底,通过水解-煅烧的方法在花状钨酸铋的表面沉积TiO_2纳米粒子,制备出Bi_2WO_6/TiO_2复合半导体光催化材料。研究了TiO_2的沉积量对光活性的影响。在降解模型污染物X3B染料时,发现当TiO_2的沉积量为20%时,复合催化剂表现出最高的紫外-可见光催化降解活性。TiO_2的沉积能增强催化剂对光的吸收和提高对染料的吸附能力,并使光生载流子的复合受到抑制,是其光活性得以提高的主要原因。 第二,研究了{001}面暴露的高能面锐钛矿TiO_2片状纳米晶的微波快速合成(200℃30分钟),并实现其晶面的可控制备。光催化活性测试结果显示,TiO_2的光催化活性不仅与其暴露的高能面密切关系,而且也与其表面化学性质有关。 第三,研究了空心微球TiO_2的快速合成。以稳定廉价的氟钛酸铵为钛源,尿素和过氧化氢为形貌调控试剂,在比较低的温度(150℃)下一步水热法合成了链状TiO_2空心微球。过氧化氢的加入,可以显著加速和促进TiO_2空心微球的形成。探讨了TiO_2空心微球的形成机理。
【学位授予单位】:中南民族大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:O614.411;O643.36

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 吴树新,尹燕华,何菲,秦永宁;掺铜TiO_2光催化剂光催化氧化还原性能的研究[J];感光科学与光化学;2005年05期
2 顾德恩;杨邦朝;胡永达;;非金属元素掺杂TiO_2的可见光催化活性研究进展[J];功能材料;2008年01期
3 赵毅;李晓蕾;马双忱;;光催化还原CO_2的研究进展[J];化工环保;2011年02期
4 栾勇,傅平丰,戴学刚,杜竹玮;金属离子掺杂对TiO_2光催化性能的影响[J];化学进展;2004年05期
5 温福宇;杨金辉;宗旭;马艺;徐倩;马保军;李灿;;太阳能光催化制氢研究进展[J];化学进展;2009年11期
6 韩世同,习海玲,史瑞雪,付贤智,王绪绪;半导体光催化研究进展与展望[J];化学物理学报;2003年05期
7 海岩冰;袁红雁;肖丹;;微波法制备纳米Fe_3O_4[J];化学研究与应用;2006年06期
8 胡震;;微波制备纳米二氧化铈及其工艺因素的考察[J];无机盐工业;2007年06期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王玉晓;可见光下光催化分解水制取氢气的研究[D];天津大学;2009年
2 范佳杰;二氧化钛纳米片基染料敏化太阳能电池的制备[D];武汉理工大学;2012年
3 王文广;二氧化钛基复合光催化材料的制备及其性能研究[D];武汉理工大学;2012年
4 亓丽芳;二氧化钛纳米片的制备及光催化产氢性能研究[D];武汉理工大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 司友琳;张胜义;陈小景;方春霞;;纳米TiO_2壳聚糖模板法制备及其光催化性能[J];安徽大学学报(自然科学版);2008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 刘长春;;光催化氧化技术在造纸废水处理中的应用[J];安徽化工;2010年02期
4 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
5 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
6 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
7 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
8 步绍静,靳正国,刘晓新,杨立荣,程志捷;聚乙二醇含量对纳米TiO_2多孔薄膜性质的影响[J];半导体学报;2005年02期
9 查振林,罗亚田;纳米TiO_2的改性及应用研究[J];北方环境;2004年01期
10 李春燕;黄雪峰;汪永辉;;TiO_2光催化降解直接耐酸大红的动力学研究[J];环境科学与管理;2008年10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 刘佳欢;赵莉莉;朱秀华;王炜;穆军;;K_6SiW_(11)O_(39)Sn~Ⅱ光催化模拟偶氮染料废水脱色[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
5 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
6 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
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 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
9 杨栋樑;;纳米技术在织物功能性整理中应用有关问题的探讨[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 袁麟;刘静;黄峰;;不锈钢表面TiO_2涂层的制备及亲水性研究[A];第15届全国腐蚀与表面保护技术研讨会暨首届全国腐蚀与表面保护技术青年论坛论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 刘斌;二氧化钛光催化材料的掺杂改性及其对气体污染物净化性能的研究[D];兰州大学;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 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
6 王贵青;ATO、ATO/TiO_2粉体制备技术及其导电理论研究[D];昆明理工大学;2009年
7 张军;复合金属硫化物光催化剂的制备及其可见光活性研究[D];武汉理工大学;2010年
8 曹广秀;共掺杂二氧化钛基可见光光催化材料的制备及性能研究[D];东华大学;2010年
9 汪青;溶胶—凝胶技术在纺织品多功能整理中的应用[D];东华大学;2010年
10 王鹤峰;不锈钢表面氮掺杂二氧化钛薄膜的制备及其性能研究[D];太原理工大学;2011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 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
4 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
5 刘伟娜;自制改性TiO_2可见光降解亚甲基蓝的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 贺明辉;TiO_2、SnO_2复合纳米膜的制备及光生阴极保护性能研究[D];中国海洋大学;2010年
7 樊丽霞;卤族元素掺杂纳米TiO_2的光催化性能研究[D];中国海洋大学;2010年
8 翟纪伟;氧化亚铜粉末、薄膜的制备及其光催化性能研究[D];中国海洋大学;2010年
9 徐超;氧化锌的制备、改性及其光催化性能的研究[D];中国海洋大学;2010年
10 刘海;锡掺杂纳米TiO_2功能性涂料的研究[D];河南工业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘其军;;板钛矿相TiO_2电子结构和光学性质的第一性原理研究[J];北京联合大学学报(自然科学版);2011年01期
2 于向阳,程继健,杜永娟;稀土元素掺杂对TiO_2相组成和光催化性能的影响[J];玻璃与搪瓷;2000年02期
3 张萍,丁世华,周大利;化妆品专用二氧化钛[J];日用化学工业;1999年01期
4 于涛,吴越;钙钛石型复合氧化物La_(1-x)Sr_xFeO_(3-λ)催化性能的研究——Ⅱ.催化剂中的活性氧种及其反应性能[J];催化学报;1989年03期
5 付贤智,丁正新,苏文悦,李旦振;二氧化钛基固体超强酸的结构及其光催化氧化性能[J];催化学报;1999年03期
6 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
7 张天永,李祥忠,赵进才;国产二氧化钛在光催化降解染料废水中的应用[J];催化学报;1999年03期
8 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
9 杨阳,陈爱平,古宏晨,戴智铭,古政荣,陶咏;以膨胀珍珠岩为载体的漂浮型TiO_2光催化剂降解水面浮油[J];催化学报;2001年02期
10 刘畅,暴宁钟,杨祝红,陆小华;过渡金属离子掺杂改性TiO_2的光催化性能研究进展[J];催化学报;2001年02期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 张军;复合金属硫化物光催化剂的制备及其可见光活性研究[D];武汉理工大学;2010年
2 付乌有;核—壳结构纳米复合材料的制备及其性能研究[D];吉林大学;2006年
3 田凤惠;非金属元素掺杂改性的TiO_2基光催化剂的理论研究[D];山东大学;2006年
4 余火根;纳米二氧化钛光催化材料的可控制备与光催化活性[D];武汉理工大学;2007年
5 马丽丽;可见光响应的纳米Cu_2O、CdS的制备及其光催化性质研究[D];华中师范大学;2008年
6 刘恢;可见光响应光催化剂及其分解水的研究[D];上海交通大学;2008年
7 刘升卫;新型光催化纳米材料的分等级组装、改性及其活性[D];武汉理工大学;2009年
8 王玉晓;可见光下光催化分解水制取氢气的研究[D];天津大学;2009年
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1 倪东霞;TiCl_3处理对TiO_2基染料敏化太阳能电池光电性能的影响[D];武汉理工大学;2011年
2 李清林;双层TiO_2复合膜染料敏化太阳能电池的制备与性能增强[D];武汉理工大学;2011年
3 胡冬娜;可见光响应型光催化剂的制备及其降解有机污染物的研究[D];北京交通大学;2007年
4 陈恒;可见光响应型改性纳米光催化剂的制备及其光催化活性研究[D];上海交通大学;2007年
5 祖胜男;可见光响应半导体光催化剂的制备及其性能研究[D];浙江大学;2008年
6 张利娟;分等级海绵状大孔/介孔二氧化钛的水热制备与光催化活性[D];武汉理工大学;2008年
7 姬少靓;染料敏化太阳能电池光阳极结构的构筑及性能[D];黑龙江大学;2009年
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1 刘姝君;刘桂霞;董相廷;杨晓峰;;水热法制备高相变温度的二氧化钛纳米结构空心球[J];精细石油化工;2010年03期
2 何溥;刘小娟;贺军辉;张林;;二氧化钛纳米棒在空心微球表面的定向生长[J];化学学报;2010年23期
3 张建民,孙秀果,高俊刚;纳米二氧化钛粉体的光催化性能[J];钛工业进展;2005年04期
4 徐晶晶;陈敏东;付德刚;;氧化铋/二氧化钛复合颗粒的制备及其光催化降解4-氯苯酚的性能(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2011年02期
5 孟楠,张爱茜,吴海锁,黄智,王连生;TiO_2与Cu_2O光催化降解对硝基苯酚比较研究[J];环境化学;2005年06期
6 刘春英;弓晓峰;;玻璃负载TiO_2膜光催化降解垃圾渗滤液的研究[J];生态科学;2006年04期
7 李爽;张兰英;王显胜;马会强;王雨;关智军;;二氧化钛光催化降解地下水中的六六六[J];吉林大学学报(理学版);2007年01期
8 刘春英;;负载型TiO_2光催化降解垃圾渗滤液的动力学研究[J];安徽农业科学;2008年24期
9 费学宁;吕岩;张天永;;几种环境激素酞酸酯的光催化降解研究[J];环境化学;2006年05期
10 肖江蓉;彭天右;柯丁宁;蔡苹;彭正合;;TiO_2/累托石复合材料的制备及其光催化性能研究[J];功能材料;2007年07期
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1 李桂村;张志焜;;二氧化钛空心微球的制备及表征[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
2 张文爽;李新勇;曲振平;;模板法制备的TiO_2微球对多环芳烃的光催化降解[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
3 段明玥;李珺;;锡卟啉-二氧化钛复合材料光催化降解研究[A];中国化学会第27届学术年会第02分会场摘要集[C];2010年
4 夏金虹;赵文玉;;二氧化钛光催化降解印染废水的研究[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 丁艳;吕英英;黄鹤勇;周家宏;冯玉英;;非水相微乳液法制备二氧化钛空心微球[A];中国化学会第26届学术年会纳米化学分会场论文集[C];2008年
6 常迎春;魏建锋;周根树;郑茂盛;;晶化处理温度对钛系凝胶光催化降解性能的影响[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
7 刘瑞来;刘海清;;静电纺丝合成TiO_2/PU复合纳米纤维[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
8 王剑臣;梁小平;高永扬;吕超;岳雪梅;王小会;;活性炭纤维上负载纳米二氧化钛及其光催化降解作用的研究[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 敖燕辉;沈迅伟;徐晶晶;林义华;付德刚;袁春伟;;活性炭负载TiO_2溶胶光催化降解苯酚的研究[A];中国化学会第八届水处理化学大会暨学术研讨会论文集[C];2006年
10 郑水林;王利剑;舒峰;;纳米TiO_2/硅藻土复合光催化材料的制备与表征[A];中国颗粒学会2006年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2006年
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1 ;2004年二氧化钛市场将出现强劲反弹[N];中国石油报;2003年
2 文欣;世界二氧化钛市场恢复性增长[N];中国化工报;2003年
3 肖化;全球二氧化钛市场需求强劲[N];中国化工报;2004年
4 记者刘其丕 李晓飞;二氧化钛晶化液项目在津投产获专利[N];中国有色金属报;2010年
5 李港;全球二氧化钛货紧价升[N];国际商报;2003年
6 中塑;亚洲塑料用二氧化钛需求增长最快[N];国际商报;2003年
7 张海波;日本市场二氧化钛供不应求[N];中国化工报;2000年
8 李菊香;杜邦宣布提高二氧化钛价格[N];中国石化报;2004年
9 文言;国内最大短流程直接还原二氧化钛项目将投产[N];中国有色金属报;2009年
10 小齐;攀枝花:二氧化钛生产线荣获3项国家专利[N];中国有色金属报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐悦华;纳米二氧化钛光催化降解有机磷农药的研究[D];华南理工大学;2001年
2 李芳柏;改性二氧化钛的制备、表征及其在光催化处理染料废水中的应用[D];华南理工大学;1999年
3 杨祝红;二氧化钛晶须的制备及光催化处理废水研究[D];南京工业大学;2003年
4 刘玮洁;TiO_2基有序球/孔微纳结构的制备及光催化性能研究[D];吉林大学;2010年
5 王文寿;无模板法合成无机空心微球及其性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 王侃;负载型TiO_2催化剂可见光降解染料污染物的研究[D];浙江大学;2004年
7 沈启慧;无机功能材料的合成方法研究[D];吉林大学;2008年
8 马寒冰;纳米复合绝缘材料设计、制备及耐变频性研究[D];上海大学;2004年
9 郑仲;基于光催化集成装置深度降解水中有机物的研究[D];南京工业大学;2004年
10 韩宏伟;染料敏化二氧化钛纳米晶薄膜太阳电池研究[D];武汉大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑洋;二氧化钛光催化材料的结构调控及性能增强[D];中南民族大学;2013年
2 邹毅;金纳米粒子的制备、组装与性能研究[D];天津大学;2007年
3 谢晶晶;负载二氧化钛凹凸棒石光催化剂制备及性能研究[D];合肥工业大学;2006年
4 江俊俊;复合二氧化钛的制备表征及光催化降解甲醛的研究[D];成都理工大学;2006年
5 陈国宁;TiO_2光催化处理CEH漂白废水研究[D];广西大学;2005年
6 陈万春;复合功能纸板制备及其光催化性能研究[D];福建师范大学;2008年
7 张志翔;丝光沸石负载TiO_2膜光催化氧化邻氯苯酚的研究[D];东华大学;2005年
8 陶然;光催化/微滤膜方法在腐殖酸降解中的应用[D];苏州大学;2004年
9 白红伟;TiO_2光催化和微滤结合技术对水中腐殖酸去除的研究[D];上海交通大学;2009年
10 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
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