收藏本站
《暨南大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

可见光诱导N-金属离子共掺杂TiO_2光催化剂的制备及活性

刘超  
【摘要】:TiO_2在紫外光照射下可将许多生物难降解的有机物矿化成H_2O和CO_2等小分子物质,并具有无毒、性质稳定、不溶于水、价廉易得等优点,应用前景广阔。但是TiO_2光催化的高带隙宽度决定了它只接受紫外光的辐射。从利用太阳能的角度出发,使TiO_2光催化剂实现占太阳能中大部分的可见光响应是将这一技术推向实际应用的重要环节。 本文利用溶胶—凝胶法制备N元素和La、Ce、Mn、Fe、Zn等5种过渡金属离子共掺杂改性纳米TiO_2光催化剂,利用UV-Vis DRS、XRD、TG-DSC和XPS等多种测试手段,考察改性纳米二氧化钛催化剂在可见光下对酸性橙红和甲基橙等模型化合物的降解,探讨共掺杂机制,企图得到TiO_2光催化剂共掺杂与可见光活性之间的关系。 结果表明,N-M(M指过渡金属元素,下同)共掺杂TiO_2光催化剂具有良好的可见光响应。相对于未掺杂TiO_2和N掺杂TiO_2光催化剂,N-M共掺杂TiO_2光催化剂在可见光区表现出更高的光吸收系数,其带隙宽度减小,吸收带边发生红移。N-M共掺杂TiO_2光催化剂的晶型以锐钛矿型TiO_2为主,含有少量的金红石型。N-M共掺杂TiO_2光催化剂的粒径处于纳米级别,基本分布在10~20nm之间。N-M共掺杂TiO_2光催化剂的X光电子能谱表明催化剂的主要组成为N、O、Ti及掺杂金属元素。在可见光下N-M共掺杂TiO_2光催化剂对模型化合物的降解效果与未掺杂TiO_2、N-TiO_2和M-TiO_2相比,部分掺杂浓度活性提高,部分下降,随着金属掺杂浓度的增大,降解效果存在一个最佳掺杂浓度,效果最佳的共掺杂光催化剂的降解效果均优于未掺杂TiO_2、N-TiO_2和M-TiO_2光催化剂。对于不同温度焙烧的N-M共掺杂TiO_2光催化剂,其在可见光区的响应随着温度的升高而变化,其粒径随着焙烧温度的升高而增大,金红石的含量逐渐上升,其对模型化合物的降解效果也存在一个最佳焙烧温度。相同条件下制得的N-M共掺杂TiO_2光催化剂的活性比较顺序为N-Ce>N-La>N-Fe≈N-Mn≈N-Zn共掺杂。
【学位授予单位】:暨南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:X505

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵鹏昱;稀土、N共掺杂TiO_2催化剂的制备及其光催化性能研究[D];黑龙江大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 井立强,孙晓君,辛柏福,王百齐,蔡伟民,付宏刚;掺杂镧和铈的TiO_2纳米粒子的结构相变[J];材料科学与工艺;2004年02期
2 许可,吕德义,郇昌永,郑遗凡,葛忠华;离子掺杂对纳米二氧化钛晶型转变的影响[J];材料科学与工程学报;2005年04期
3 井立强,辛柏福,王德军,袁福龙,付宏刚,孙家锺吉林大学理论化学研究所;ZnO和TiO_2纳米粒子的光致发光性能及其与光催化活性的关系[J];高等学校化学学报;2005年01期
4 徐伟;李新军;郑少健;王俊刚;;锰离子控制掺杂二氧化钛薄膜光催化活性增强的机理探讨[J];高等学校化学学报;2005年12期
5 郝彦忠,卢俊爱;纳米TiO_2与纳米ZnO复合粉体的制备、表征及光电性能研究[J];功能材料;2005年05期
6 郑红,汤鸿霄,王怡中;有机污染物半导体多相光催化氧化机理及动力学研究进展[J];环境科学进展;1996年03期
7 孟耀斌,黄霞,吴盈禧,梁鹏,施汉昌,钱易;不同光强下光催化降解对氯苯甲酸钠动力学[J];环境科学;2001年04期
8 陈中颖,余刚,张彭义,蒋展鹏;碳黑改性TiO_2薄膜光催化剂的结构性质[J];环境科学;2002年02期
9 莫测辉,李云辉,蔡全英,曾巧云,王伯光,李海芹;农用肥料中有机污染物的初步检测[J];环境科学;2005年03期
10 汤心虎,韦朝海,原炜明,张娜;玻璃纤维负载P25光催化接触氧化活性艳红X-3B[J];环境科学;2005年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 宋继梅;焦剑;梅雪峰;张小霞;杜永芳;;SrWO_4-ZnO复合物的制备及光致发光与光催化性质的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年01期
3 王崇侠;宋庆平;张会;王海浪;;稀土离子(Sm~(3+),La~(3+))掺杂纳米TiO_2光催化性能研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年01期
4 唐玉朝,刘绍根,薛莉娉,况敬静,黄雪峰;水解沉淀法制备氮掺杂TiO_2光催化剂的活性研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年03期
5 王彦丽;;环境保护中示踪原子和辐射技术应用研究进展[J];安徽农业科学;2006年11期
6 陈强;宋俊密;;无机离子对TiO_2光催化反应影响的研究进展[J];安徽农业科学;2009年25期
7 刘晓波;铁梅;苏会东;宋琳琳;;溶胶—凝胶法制备TiO_2及其光催化性能的研究[J];安徽农业科学;2011年11期
8 沈广霞,褚道葆,周幸福,顾家山;TiO_2修饰电极电催化研究及在有机电合成中的应用[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2001年01期
9 陆科呈;王亚军;冯长根;;光催化降解炸药废水研究进展[J];安全与环境学报;2010年06期
10 韩全州,祝军,任伟伟,田华菡;提高TiO_2改性技术研究进展[J];安阳工学院学报;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 江宏富;宋海燕;张学斌;刘杏芹;彭定坤;孟广耀;;硅藻土基光催化膜的制备表征及催化性能[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
2 信会菊;郝维昌;王天民;;S掺杂的γ-Bi_2O_3的制备及光催化性能[A];中国化学会第十二届全国应用化学年会论文集[C];2011年
3 尹棋亚;李道荣;;光催化材料用于水果保鲜的研究[A];复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集[C];2007年
4 冯西宁;郑光洪;顾浩;魏玉君;曾建;贾腾飞;;稀土改性光触媒纯棉织物负载研究[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
5 黄占林;邓桦;宁苑;周文良;;织物负载TiO_2薄膜的制备及其光催化活性[A];雪莲杯第10届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2010年
6 于振强;强天伟;黄翔;;纳米TiO_2/功能性空气滤料在净化空气方面的研究现状与展望[A];“力恒杯”第11届功能性纺织品、纳米技术应用及低碳纺织研讨会论文集[C];2011年
7 薛寒松;李华基;陈永盛;;纳米二氧化钛光催化性能的研究进展及应用前景[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
8 赵毅;邵媛;陈周燕;刘建岷;;AOPs/掺杂TiO_2光催化氧化处理有机物研究进展[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 张青龙;沈毅;李飞;;Ag~+/Fe~(3+)共掺杂纳米TiO_2薄膜光催化性研究[A];中国硅酸盐学会特种玻璃分会第三届全国特种玻璃会议论文集[C];2007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 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
4 童天中;晶相可控纳米TiO_2微球的制备、表征及其金属改性研究[D];华东理工大学;2010年
5 周小芳;一些简单氧化物半导体薄膜的LIV效应及其输运性质研究[D];昆明理工大学;2010年
6 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
7 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
8 宋丹;利用可控气氛热喷涂方法制备复合材料涂层的研究[D];沈阳工业大学;2010年
9 张代生;上转换微纳米晶@TiO_2核/壳结构红外光催化材料的制备和表征[D];吉林大学;2011年
10 姜平;序批式电解与可见光催化降解4-NP的研究[D];大连理工大学;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 刘东方;自清洁保健型建筑涂料的制备及其性能的研究[D];长春理工大学;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 李叶青;TiO_2的负载及其对染料废水光降解研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 石德晖;染料敏化太阳能电池电极改性研究[D];长沙理工大学;2010年
6 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
7 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
8 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
9 洪海霞;Ag~+掺杂TiO_2薄膜在304不锈钢上的制备及其抗海水腐蚀性能研究[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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 朱建;杨俊;陈麟;曹勇;戴维林;范康年;;低温苯甲醇醇解法制备高活性锐钛矿型纳米晶TIO_2光催化剂[J];催化学报;2006年02期
3 井立强,孙晓君,辛柏福,王百齐,蔡伟民,付宏刚;掺杂镧和铈的TiO_2纳米粒子的结构相变[J];材料科学与工艺;2004年02期
4 杨少霞,冯玉杰,万家峰,蔡伟民;湿式氧化催化剂RuO_2/γ-Al_2O_3降解高浓度含酚配水的研究[J];分子催化;2003年05期
5 肖奇,邱冠周,徐競,胡岳华;纳米TiO_2表面修饰理论与实践[J];功能材料;2002年01期
6 董刚;朱忠其;柳清菊;;铁氮共掺杂TiO_2光催化剂的制备及光催化性能[J];功能材料;2011年11期
7 刘保顺;何鑫;赵修建;赵青南;;纳米TiO_2的表面能态及光生电子-空穴对复合过程的研究[J];光谱学与光谱分析;2006年02期
8 井立强,孙晓君,蔡伟民,徐自力,杜尧国,傅宏刚;ZnO纳米粒子的表面光电压谱和光催化性能[J];化学学报;2002年10期
9 井立强,孙晓君,蔡伟民,李晓倩,付宏刚,候海鸽,范乃英;掺杂Ce的TiO_2纳米粒子的光致发光及其光催化活性[J];化学学报;2003年08期
10 周亮;邓健;廖力夫;赵玉宝;肖方竹;安林;;氮铈共掺杂纳米TiO_2的制备和光催化活性研究[J];应用化工;2008年08期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李英勃;负载型TiO_2光催化降解苯酚水溶液[J];火炸药学报;2000年04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 马颖,管自生,曹亚安,姚建年;TiO_2薄膜的吸附能力对罗丹明B光降解过程的影响[J];催化学报;1999年03期
4 刘鸿,冷文华,吴合进,成少安,吴鸣,张鉴清,李文钊,曹楚南;光电催化降解磺基水杨酸的研究[J];催化学报;2000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 孙奉玉,吴鸣,李文钊,李新勇,顾婉贞,王复东;二氧化钛表面光学特性与光催化活性的关系[J];催化学报;1998年02期
7 孙奉玉,吴鸣,李文钊,李新勇,顾婉贞,王复东;二氧化钛的尺寸与光催化活性的关系[J];催化学报;1998年03期
8 肖奇,邱冠周,胡岳华,王淀佐;纳米TiO_2制备及其应用新进展[J];材料导报;2000年08期
9 弓晓峰,简敏菲,刘春英,张振辉;玻璃纤维布负载TiO_2膜光催化氧化垃圾渗滤液[J];重庆环境科学;2003年11期
10 余家国,赵修建,赵青南,杜金成;TiO_2光催化薄膜的XPS研究(英文)[J];材料研究学报;2000年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋卫中,曾望珍,范山湖,李玉光,石宗炳;TiO_2制备条件对光催化氧化活性的影响[J];中山大学学报(自然科学版);1998年06期
2 杨伯和;半导体多相光催化处理含有机物的废水[J];铀矿冶;2002年03期
3 林燕;余建平;;TiO_2光催化降解制药废水的研究动态[J];赣南师范学院学报;2006年06期
4 苑俊章,李铁津;复相光催化合成氨的研究(Ⅰ)——Nd~(3+)对n-TiO_2光催化剂上氨产率的影响[J];太阳能学报;1984年03期
5 赵毅,许勇毅,赵莉,韩静;纳米级二氧化钛光催化氧化技术的研究[J];中国环保产业;2005年09期
6 沈先涛;朱丽华;余陈;刘国霞;唐和清;;人工抗体型TiO_2光催化剂选择性降解氯酚类污染物[J];功能材料信息;2007年05期
7 罗洁,陈建山,周钢;TiO_2光催化剂的改性和固定化研究进展[J];化工科技市场;2005年09期
8 蔡乃才,简翠英,董庆华;TiO_2光催化剂表面载铂方法的研究[J];催化学报;1989年02期
9 王淑伟;何炽;赵景联;;ZnFe_2O_4/TiO_2光催化剂制备及乙酰甲胺磷降解性能研究[J];环境科学与技术;2010年01期
10 孟丹;王和义;刘秀华;;TiO_2光催化剂的掺杂改性研究进展[J];材料导报;2010年S2期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张海民;功能性TiO_2纳米结构分离膜及电极的制备、表征和性能研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 徐志坚;大气压冷等离子体制备贵金属/TiO_2光催化剂的研究[D];大连大学;2014年
2 韩静;TiO_2光催化剂联合脱硫脱氮技术研究[D];华北电力大学(河北);2005年
3 周涛;臭氧联用技术在深度水处理中的应用研究[D];华中科技大学;2005年
4 熊心美;复合掺杂光催化剂二氧化钛及改变其光催化性能的研究[D];广东工业大学;2006年
5 许勇毅;TiO_2光催化条件下同时脱硫脱硝实验研究[D];华北电力大学(河北);2006年
6 夏阳;改性负载型纳米TiO_2降解染色废水的研究[D];东华大学;2008年
7 高俊宁;纳米磁载TiO_2光催化剂的制备与性能研究[D];西北工业大学;2007年
8 周志凌;纳米TiO_2光催化剂的制备及离子掺杂改性研究[D];西南石油大学;2006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