收藏本站
《昌吉学院》 2019年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

碳/氮改性二氧化钛纳米管光催化性能研究

杨鹏  
【摘要】:半导体材料是光催化反应的关键因素,在众多光催化剂候选物中,如硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、磷化铟(InP)、二氧化钛(TiO_2)、三氧化钨(WO_3)、氧化银(Ag_2O)、硫化银(Ag_2S)、氧化亚铜(Cu_2O)、钼酸铋(Bi_2MoO_6)和钨酸铋(Bi_2WO_6)等,而在这些半导体中,TiO_2是研究较早且相对较好的光催化剂,并在紫外(UV)区域具有很高的光活性。为了更好地探究TiO_2在光催化降解污染物方面的应用,人们不断地探索降低TiO_2禁带宽度提高光吸收(能带调控)和提升其量子产率(电荷空间分离)的方法。本论文选用简单、高效的水热合成法,重点研究了纳米TiO_2管状材料。它独特的一维结构、大的表面积和强的吸附能力,可以提高TiO_2电子传递效率和光催化性能。根据结构和性能的相互关系,通过对纳米TiO_2管状材料进行掺杂设计、功能化复合来获得高效的光催化材料。第一部分采用溶胶-凝胶法制备TiO_2和水热法合成TiO_2纳米管,并以尿素为氮源对其进行氮掺杂。通过多种表征手段对不同焙烧温度下的TiO_2、TiO_2纳米管、氮掺杂TiO_2和氮掺杂TiO_2纳米管的晶型、形貌、光学性质和光催化活性进行了探究。得出催化剂最佳焙烧温度为400℃时,TiO_2纳米管的形貌较为完整,管形均匀整齐,并且氮掺杂TiO_2后带隙有所减小(UV-vis光谱上),拓宽了TiO_2对光的吸收范围。以罗丹明B为模拟污染物,在可见光照射5h后,TiO_2原料几乎没有光催化活性,而氮掺杂TiO_2纳米管在可见光照射5h,降解率接近76%,高于TiO_2原料的降解率,相比较之下氮掺杂TiO_2降解率为59%。第二部分探究了TiO_2/石墨烯、石墨烯/TiO_2纳米管复合材料的光催化性能。尤其是考虑了石墨烯的不同配比对石墨烯/TiO_2纳米管复合材料光催化效果的影响。结合石墨烯的高导电性和复合半导体的性质,对复合材料的高效光催化性能进行了合理的解释,并探讨了其光催化反应机理。以罗丹明B为模拟污染物,在光照射1.5h后,TiO_2纳米管仅降解了24%、3:100降解了57%、5:100的降解率高达73%、10:100降解了38%,其中5:100光降解率最高,表现出优异的光催化性能。总之,氮掺杂TiO_2纳米管具有良好的可见光光催化活性,拓宽至可见光区域。石墨烯/TiO_2纳米管较好的解决了载流子分离问题。根据结构与性能的相互关系,通过掺杂设计、功能化复合来提高纳米管的光催化性能,对光催化在环境治理方面有重要意义。
【学位授予单位】:昌吉学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:O643.36;O644.1;X703

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李岳鸿;李瑞延;卿云安;唐雄风;秦彦国;;二氧化钛纳米管及抗菌涂层制备的进展[J];生物骨科材料与临床研究;2018年05期
2 ;二氧化钛纳米管研究获系列进展[J];硅谷;2011年17期
3 赵蓉;丁冉峰;蒋炜;梁斌;;多孔钛片上二氧化钛纳米管束的制备与表征(英文)[J];四川大学学报(自然科学版);2010年04期
4 梁敏华;曾鹏;黄鑫;;二氧化钛纳米管的制备和表征[J];广东化工;2007年07期
5 崔光;孙进兴;刘培生;;泡沫钛生长二氧化钛纳米管的制备[J];稀有金属材料与工程;2017年03期
6 王俏;王威;崔福义;邵鹏辉;何皎洁;;二氧化钛纳米管的制备、改性及应用[J];化工进展;2015年05期
7 谭超;李义久;廖强强;程如梅;王作华;;载铂二氧化钛纳米管电极的制备及电催化性能[J];稀有金属材料与工程;2011年03期
8 ;我国二氧化钛纳米管研究获重要进展[J];功能材料信息;2011年04期
9 唐逾;;我国科学家在二氧化钛纳米管研究领域取得新进展[J];功能材料信息;2009年03期
10 杨丽霞;罗胜联;蔡青云;姚守拙;;二氧化钛纳米管阵列的制备、性能及传感应用研究[J];科学通报;2009年23期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 尹久仁;姜勇;吴伯朝;张伟;;二氧化钛纳米管水吸附性的理论研究[A];第十五届现代数学和力学学术会议摘要集(MMM-XV 2016)[C];2016年
2 刘昊;谭凯;;二氧化钛纳米管理论研究[A];中国化学会第27届学术年会第14分会场摘要集[C];2010年
3 刘向阳;勇振中;陈明海;李清文;;连续二氧化钛纳米管薄膜制备及光催化性能研究[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 朱枫;陈清伟;徐东升;;自支撑二氧化钛纳米管的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用[A];中国化学会第27届学术年会第10分会场摘要集[C];2010年
5 冯波;;钛表面二氧化钛纳米管层的光催化和生物学改性研究[A];第十二届海峡两岸薄膜科学与技术研讨会报告集[C];2016年
6 李家妍;王阶达;吴淑仪;李彦;;仿生矿化二氧化钛纳米管对人颌骨来源骨髓间充质干细胞黏附、增殖及分化的影响[A];2017全国口腔生物医学学术年会论文汇编[C];2017年
7 吴赛;高长有;;温度开关的二氧化钛纳米管及其在调控药物释放和细胞行为的应用[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题F-生物医用高分子[C];2015年
8 张云怀;肖鹏;卢露;;二氧化钛纳米管的合成及其表征[A];重庆市化学化工学会2009学术年会论文集[C];2009年
9 赵谦;;二氧化钛纳米管的合成及其光催化性能的研究[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
10 黄静燕;王焱;;两种不同形貌钛表面二氧化钛纳米管涂层结合强度的比较[A];中华口腔医学会口腔修复学专业委员会第十次全国口腔修复学术大会论文集[C];2016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 赵亚萍;这种传感器能耐忒大[N];科技日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱姝;二氧化钛纳米管器件可控制备及光电应用[D];上海交通大学;2017年
2 魏宝刚;复合涂层用于人工膝关节置换的抗菌效果及安全性评价[D];南方医科大学;2018年
3 刘然;基于多酸修饰二氧化钛纳米管的复合电极制备及其光电催化性能[D];东北师范大学;2018年
4 赵锡江;钛表面含硅二氧化钛纳米管层促进成骨的体内研究[D];苏州大学;2017年
5 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
6 王玮;基于二氧化钛纳米管阵列酶电极的制备及其应用研究[D];东南大学;2015年
7 Tran Thi Thanh Thuy(陈氏青翠);改性二氧化钛纳米管在环境污染物检测和处理方面的应用[D];湖南大学;2013年
8 袁晓亮;二氧化钛纳米管薄膜及其原位水热合成钙钛矿微纳结构的研究[D];上海交通大学;2013年
9 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
10 周泽宇;石墨烯—二氧化钛纳米管对淋洗液五氯酚光催化降解研究[D];清华大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨鹏;碳/氮改性二氧化钛纳米管光催化性能研究[D];昌吉学院;2019年
2 王建业;掺杂改性二氧化钛纳米管的制备、表征及其光催化性能研究[D];太原理工大学;2013年
3 李艳;基于半导体光催化的可见光抗菌和自清洁固相萃取材料的研究[D];东北大学;2015年
4 刘锦润;半导体纳米管/柱阵列的制备及其光催化性能研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
5 胡雨晴;微图案化二氧化钛纳米管生物材料的可控构筑及其生物性能的研究[D];苏州大学;2018年
6 王鹤璇;改性二氧化钛纳米管光电催化降解阿特拉津的效能研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
7 赵丹晨;聚苯胺复合修饰二氧化钛纳米管阵列催化降解四溴双酚A[D];中国石油大学(北京);2017年
8 赵芬芬;基于二氧化钛纳米管复合材料的制备及光催化性能研究[D];浙江理工大学;2019年
9 裘吕超;沿不同取向结晶的单晶二氧化钛纳米管阵列的制备及性能[D];浙江大学;2018年
10 苗静雯;载纳米银二氧化钛纳米管种植体表面涂层抑菌能力研究[D];天津医科大学;2015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
  • 010-62791813
  • 010-62985026