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《华南理工大学》 2016年
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基于r-GO修饰的TiO_2光催化剂的制备及其可见光催化机理研究

张超杰  
【摘要】:二氧化钛在光催化领域具有重要的应用,但其自身宽禁带这一特点在一定程度上限制了该应用。本文通过两种不同的方法对TiO_2进行修饰改性,扩展了其光吸收范围,使其可以利用可见光进行催化反应,但与此同时也可能会提高TiO_2的光生电子-空穴的复合效率,对此我们加入r-GO加速电子-空穴分离,从而提高光催化性能。本文采用微乳液-溶剂热法将Ti~(3+)掺杂到TiO_2中,由于Ti~(3+)能够在TiO_2内部形成一个独特的能带,可以使电子迁移所需的能量减少,使得TiO_2能够被可见光激发。同时,在微乳液过程中由于三氯化钛的还原性以及氧化石墨烯的氧化性,二者发生了氧化还原反应,生成Ti4+和r-GO,同时可能生成了球形的晶核,在后期溶剂热过程中,晶体生长最终形成了均匀的金红石型TiO_2球形结构。本文对制备的Ti~(3+)/r-GO/TiO_2微球进行可见光催化测试,并探究了其可见光催化机理。为了提高太阳能利用率,通过引入窄禁带半导体材料构筑异质结构实现可见光条件下的光催化成为了研究的一大热点。本文通过溶剂热法制备了TiO_2微球,并研究了g-C_3N_4的加入对TiO_2的光催化性能的影响,研究发现g-C_3N_4的加入使得TiO_2具有了可见光催化活性。同时针对二元异质结构复合光催化剂存在载流子分离效率低的缺点,构筑了一种新型的三元g-C_3N_4/r-GO/TiO_2微球,采用紫外照射将GO还原成r-GO,使其为三元微球的中间层,充当电子传导的桥梁,提高载流子分离效率。同时本文对制备的g-C_3N_4/r-GO/TiO_2微球进行可见光催化测试,并探究了其可见光催化机理。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O643.36

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