收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Fe~(3+)/B掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及其可见光催化性能研究

崔文娟  
【摘要】:纳米级TiO_2光催化剂作为当前最具应用潜力的一种宽禁带n型半导体材料因其具有氧化能力强、化学稳定性能好、光催化效率高、不产生二次污染、对低浓度污染物及气相污染物都有很好的祛除效果且对污染物吸附能力强等优点而备受关注,有望成为最具应用前途的绿色环保型催化剂。TiO_2纳米管阵列是TiO_2粉体的一种存在形式,因其具有更大的比表面积、更高的光催化活性和更强的吸附能力,使其在光催化降解、光解水制氢、染料敏化太阳能电池、传感器材料等领域具有广泛的应用前景。与传统的TiO_2粉体一样,TiO_2纳米管是宽禁带半导体(3.2eV,吸收波长387nm),需要在紫外光的激发下才能显示催化活性,光能利用率低,同时光生电子-空穴对极易复合,导致量子效率低。针对以上缺点本文尝试用离子进行掺杂,目的一是将捕获阱引入到TiO_2晶格中,有效分离光激发产生的电子-空穴对,提高光催化剂的效率;二是降低光生电子的激发能量,使其激发光源波长范围向可见光方向移动。 本论文以金属离子Fe、非金属离子B元素为掺杂源对TiO_2纳米管进行修饰改性,利用阳极氧化法制备了金属、非金属掺杂及金属/非金属共掺杂的TiO_2纳米管阵列,通过电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等对样品的表面形貌、晶型转变、晶相组成、可见光吸收性能等进行了考察,并以甲基橙为目标降解物模拟有机废水,以太阳光为光源,以掺杂改性的TiO_2纳米管阵列为光催化剂研究了其可见光光催化活性。得到了以下结果:掺杂元素和掺杂量对纳米管阵列的形貌、晶型及可见光光催化活性都有较大的影响,且每种掺杂离子的加入浓度都存在一个最佳值,加入量太高或太低都会影响其各方面的性能。经适当比例的离子掺杂改性,纳米管阵列的表面形貌得以改善,平均管长高达2μm,光催化性能得以提高,光响应范围也向可见光区域有不同程度的拓展。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 郭孟狮;杨靖华;李荀;刘军伟;陈琦;张凌紫;郗英欣;;TiO_2纳米管研究及应用进展[J];化工新型材料;2006年07期
2 万永彪;吴莲苹;林微;韩伟春;赵莲花;;电化学阳极氧化法制备TiO_2纳米管[J];延边大学学报(自然科学版);2008年01期
3 李纲;刘中清;王磊;卢静;张昭;;NH_4F/H_3PO_4体系中阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列(英文)[J];无机化学学报;2009年06期
4 孔德国;张红美;;TiO_2纳米管的制备方法[J];塔里木大学学报;2010年04期
5 刘世凯;杨海滨;付乌有;;阳极氧化TiO_2基纳米管阵列改性的研究进展[J];硅酸盐通报;2011年03期
6 陈新华,肖泽波;氧化铝模板法制备聚甲基丙烯酸甲酯纳米管阵列[J];许昌学院学报;2004年02期
7 李洪义;白新德;凌云汉;李娟;张岱岚;王金淑;;外加电压对阳极氧化钛纳米阵列结构的影响[J];稀有金属材料与工程;2007年07期
8 庄惠芳;赖跃坤;李静;孙岚;林昌健;;氮掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及其可见光光电催化活性研究[J];电化学;2007年03期
9 欧阳可观;肖秀峰;刘榕芳;;用乳酸溶液为电解质制备TiO_2纳米管阵列[J];稀有金属快报;2008年07期
10 张文彦;奚正平;李广忠;李亚宁;张健;汤慧萍;;有序TiO_2纳米管阵列膜材料的研究进展[J];稀有金属材料与工程;2009年10期
11 郭宏;白晶;李金花;周保学;蔡伟民;;玻璃基底TiO_2纳米管阵列的制备及其光电性能研究[J];材料科学与工艺;2009年05期
12 邹亚囡;胡永明;胡正龙;周迪;钱哲理;王钊;顾豪爽;;Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)纳米管阵列的制备与微结构表征[J];湖北大学学报(自然科学版);2009年04期
13 刘世凯;赵艳霞;杨海滨;王改民;付乌有;李明辉;李伊荇;;TC4合金表面氧化钛基纳米管阵列的制备和表征[J];中国陶瓷;2010年07期
14 李仕琦;尹建波;张耿民;;阳极氧化法制备多段氧化钛纳米管阵列[J];中国科学:化学;2010年10期
15 庞菲;刘桂林;昌杰;袁孝友;;模板法制备GdCo_xO_y纳米管阵列及磁性能[J];硅酸盐学报;2010年10期
16 张林;;水热合成法制备Y_2O_3纳米管及其电化学分析[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2010年05期
17 王梦晔;孙岚;吴奇;谢鲲鹏;王莹莹;林昌健;;Ti基TiO_2纳米管阵列的改性及其光催化降解有机污染物[J];中国科学:化学;2011年04期
18 赵世华;麻焕锋;杨雷;王玲玲;贾廷见;崔玉亭;;电泳法制备ZnO掺杂纳米管阵列及其形貌表征[J];郑州大学学报(工学版);2011年02期
19 焦星剑;林红;李思钊;李建保;;二氧化钛纳米管阵列制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用[J];硅酸盐学报;2011年04期
20 刘世凯;杨海滨;李伊荇;付乌有;;阳极氧化TiO_2纳米管阵列的制备及其光电化学特性研究[J];纳米科技;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王子龙;郭瑞;李高仁;童叶翔;;导电高分子纳米管阵列的电化学可控合成及其储能应用[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
2 李洪义;王金淑;黄科林;孙果宋;;外加电压对阳极氧化钛纳米管阵列光生阴极保护性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
3 马莹;董林;曹国喜;田勇涛;贾晓林;;N掺杂TiO_2纳米管阵列的制备与性质研究[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年
4 廖建军;潘能乾;林仕伟;;两端通透TiO_2纳米管膜的制备及其应用[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
5 吴青龙;廖俊生;柏云;;高度有序TiO_2纳米管阵列制备及电催化析氢性能的初步研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第4册)[C];2009年
6 梁宏;廖斌;吴先映;马芙蓉;张旭;刘安东;;Zn离子注入增强二氧化钛纳米管光电效应[A];2010全国荷电粒子源、粒子束学术会议论文集[C];2010年
7 于卫强;张益琳;张富强;蒋欣泉;;热处理对TiO2纳米管结构和成骨活性的影响[A];第六次全国口腔修复学学术会议论文摘要汇编[C];2009年
8 王岩;吴玉程;秦永强;崔接武;郑红梅;洪雨;王庆平;;电压条件对快速组装TiO_2纳米管阵列速率的影响研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
9 王玥霁;刘成龙;谢霖;黄伟九;;热处理对TiO_2纳米管的结构和表面粗糙度影响[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第三卷)[C];2011年
10 吴志远;张亚男;田弘毅;赵国华;;新颖CdS/TiO_2立方纳米管的光电催化活性与降解应用研究[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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何涛;准一维纳米管的结构设计与电子结构调控[D];山东大学;2010年
2 武光;尿素辅助合成磷酸镍纳米管及其催化性能研究[D];大连理工大学;2012年
3 杨铭杰;二氧化钛纳米管阵列复合结构的制备及外场下物性研究[D];清华大学;2012年
4 刘海津;新型掺杂二氧化钛纳米管光催化材料的制备及其光催化性能的研究[D];河南师范大学;2010年
5 黄运瑞;二氧化钛纳米管材料在环境污染物痕量分析中的应用[D];河南师范大学;2011年
6 谢科予;金属氧化物纳米管阵列的阳极氧化制备、表征及在能量储存与转化器件中的应用[D];中南大学;2012年
7 刘玉堂;二氧化钛纳米管阵列环境功能化材料的制备及应用研究[D];湖南农业大学;2011年
8 康青;基于二氧化钛纳米管阵列的新功能纳米材料制备与应用研究[D];湖南大学;2011年
9 方东;基于纳米有序阵列材料氧化钛及氧化锆的制备和功能化研究[D];中南大学;2011年
10 陶金亮;二氧化钛纳米管阵列的构筑及其机理和改性研究[D];河北工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴伟;二氧化钛纳米管阵列在环境污染物痕量分析中的应用[D];河南师范大学;2012年
2 庞菲;稀土氧化物纳米管制备及性能研究[D];安徽大学;2010年
3 刘桂林;稀土氧化物纳米管阵列制备及性能研究[D];安徽大学;2010年
4 龚青;氧化钛纳米管阵列的染料敏化太阳能电池光电特性研究[D];中南大学;2010年
5 高源;复合型钛基纳米管的制备与光催化活性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 郭智博;氧化钛纳米管阵列的制备及形成机理研究[D];中南大学;2011年
7 史婕;氧化钛纳米管表面的蛋白吸附及其对成骨细胞行为的影响[D];西南交通大学;2011年
8 刘和刚;钛合金表面氧化物纳米管的阳极氧化制备与性能研究[D];上海交通大学;2012年
9 孙玥;钛酸盐纳米管阵列复合材料的制备及其光催化性能研究[D];哈尔滨师范大学;2011年
10 胡婷;全封端硅纳米管的制备及其性质的研究[D];湖北工业大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 宋常田;二氧化钛研究在国内取得新进展[N];中国改革报;2009年
2 张巍巍;薄膜装置能生产99%纯度氢[N];科技日报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978