收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

稀土掺杂改性TiO_2纳米晶材料的制备及其光催化性能研究

刘学博  
【摘要】:近年来,半导体光催化技术是一种极具发展潜力的环境污染治理技术,因其能够利用太阳能将有机污染物进行降解处理而成为研究的热点,开发高效光催化材料具有重要的意义。二氧化钛(TiO_2)因具有优良的化学稳定性、无毒、无二次污染等优点而被广泛使用,但是,由于其存在对太阳能利用率低、光量子效率低的缺点,极大地限制了TiO_2大规模的实际应用,因此迫切需要采取有效手段来提高其光催化能力。本论文采用一步水热法制备不同反应条件纯TiO_2以及不同浓度的稀土元素单、双掺杂TiO_2纳米晶,利用多种表征手段对样品进行了表征,并研究了在可见光照射下样品降解罗丹明B(RhB)的光催化活性。主要结论如下:(1)水热法制备了不同反应条件(钛酸四丁酯(Ti(OBu)_4)用量、温度、时间)的TiO_2纳米晶光催化剂,结果表明,随着钛源的增加,TiO_2纳米晶实现了由纳米棒状向球状的转变,样品的晶型为四方金红石相,且纯度较高。在合成TiO_2纳米晶过程中,通过改变Ti(OBu)_4用量、温度、时间会对紫外区吸收强度影响较大。由光催化实验结果表明,反应条件的改变对光催化降解活性有一定影响。(2)水热法制备了单稀土元素(钬、镱、镨或钇)掺杂TiO_2光催化剂,结果表明,适量稀土掺杂会使TiO_2纳米晶的团聚现象得到明显改善,但稀土单掺杂不会改变样品的晶型结构和形貌。另外,掺杂不同稀土离子可提高其紫外-可见吸收强度,从而提高光催化活性。由光催化实验结果表明,在四种稀土元素单掺杂中,掺杂摩尔比为5%Pr-TiO_2光催化活性最佳,降解率为75.1%,与纯TiO_2(降解率为62.7%)相比,提高了12.4%,反应速率常数是纯TiO_2的1.4倍。研究表明,单掺杂可提高TiO_2的光催化活性。(3)水热法制备双稀土元素(钬镱、钬镨、钬钇、镱镨、镱钇或镨钇)掺杂的TiO_2光催化剂。结果表明,稀土共掺杂依然不会改变样品晶型和形貌,但能够细化TiO_2晶粒尺寸,粒径减小,且可以减少样品的团聚现象,使其分散性较好。另外,共掺杂的TiO_2样品能够更明显的提高紫外-可见光区的吸收强度,拓宽可见光响应范围,这些现象将有利于光催化活性的提高。光催化实验结果表明,所制备共掺杂TiO_2相比于单组分掺杂TiO_2均能更有效地提高光催化活性,其中,当稀土总掺杂量为5%时,Ho/Pr摩尔比为1:1的(Ho,Pr)-TiO_2的光催化活性最佳,降解率为87.6%,溶液已经由红色基本变为无色。与纯TiO_2样品相比,光催化降解率提高24.9%,反应速率常数是纯TiO_2的2.1倍。研究表明,共掺杂可显著提高样品的光催化活性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 姜莉;简小琴;刘奎仁;王恩德;贾琳;;烧结制度对稀土掺杂TiO_2光催化抗菌材料抗菌性能的影响[J];现代科学仪器;2007年01期
2 杜欣欣;蓝天让;李伟东;任超艳;梁凯;严家鸿;;稀土掺杂TiO_2的制备及其去除溶液中As(Ⅲ)的性能研究[J];广东化工;2015年15期
3 常军,王青圃,丁双红,张行愚,李平;掺稀土光纤放大器研究进展[J];光通信研究;2004年06期
4 徐金琴;张霞;王路明;;稀土掺杂荧光材料的研究进展[J];化工新型材料;2011年06期
5 姜莉;刘奎仁;简小琴;王恩德;;稀土掺杂TiO_2光催化抗菌材料的制备与性能研究[J];东北大学学报(自然科学版);2007年09期
6 马玉霞;;稀土催化剂的光催化降解研究及相关应用[J];内蒙古石油化工;2014年23期
7 刘奎仁;于会文;韩庆;魏德洲;;稀土掺杂TiO_2光催化材料的制备和性能[J];材料研究学报;2006年05期
8 魏晋军;;电纺丝法制备稀土复合掺杂二氧化钛及其光催化性能研究[J];材料导报;2014年S1期
9 王士婷;叶松;王德平;;稀土掺杂的荧光探针在生物标记领域中的研究进展[J];材料导报;2012年09期
10 刘峥;张京迪;钱仙娥;;水热法制备稀土掺杂TiO_2薄膜及光催化降解性能研究[J];化工新型材料;2010年07期
11 王朋,陈文新,刘应亮,黄浪欢,石春山;稀土离子掺杂对于TiO_2结构和光催化性能的影响[J];暨南大学学报(自然科学与医学版);2003年05期
12 侯林利;周小红;高晓蓉;王黎;王泽勇;;稀土掺杂光纤放大器及其发展研究[J];现代电子技术;2010年22期
13 李忠利;董继先;;基于稀土掺杂功能玻璃专用高温一体炉的设计[J];制造业自动化;2014年09期
14 刘海燕;石春卉;张瑞仁;于德成;赵岩;李来军;刘红;;稀土掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能研究[J];云南民族大学学报(自然科学版);2009年03期
15 董伟;卢金山;;稀土掺杂对Li_2O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃组织和光学性能的影响[J];材料热处理学报;2011年08期
16 张冬冬;何桂琴;;稀土掺杂上转换发光材料的研究进展[J];广西轻工业;2011年09期
17 张伟;王珏;;稀土掺杂型TiO_2的研究现状[J];湖南城市学院学报(自然科学版);2018年01期
18 吴微微;刘涛;吴星艳;王亚芳;;稀土掺杂氟化钙材料发光性能的研究进展[J];中国科技信息;2011年16期
19 吴昊;含稀土微波介质陶瓷材料的研究进展[J];江西有色金属;2004年03期
20 张力,何芬;TiO_2纳米晶材料的制备和光催化性能研究[J];稀有金属;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 潘艳;李玮楠;陆敏;;稀土掺杂的纳米晶材料化学制备方法的研究[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
2 黄雅丽;李旦振;王绪绪;付贤智;刘平;;稀土掺杂对TiO_2光催化性能的影响[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
3 闫赖赖;任肖剑;贾金柱;王京宇;;初探稀土分析在生命研究中的作用与位置[A];第十六届全国稀土分析化学学术研讨会论文集[C];2017年
4 ;日本6月稀土进口量猛增[A];2015年国际货币金融每日综述选编[C];2015年
5 李建武;李颖;夏烨;;中国近年稀土政策及其影响分析[A];第一届全国青年地质大会论文集[C];2013年
6 李颖;李建武;陈其慎;;稀土主要贸易国分析[A];第一届全国青年地质大会论文集[C];2013年
7 刘湘生;蔡绍勤;安平;伍星;张楠;柳凤粉;张文;陈家英;博钟臻;沈欣;王振莹;;高纯单一稀土中单一稀土杂质的电感耦合等离子体质谱测定方法研究[A];中国分析测试协会科学技术奖发展回顾[C];2015年
8 刘文华;;努力提高稀土分析水平——为我国稀土事业作更多贡献[A];第十三届全国稀土化学分析学术研讨会论文集[C];2011年
9 刘志宏;雷志明;魏学涛;薛彬;;硝酸稀土经乳汁对小鼠仔代免疫功能的影响[A];中国毒理学会第三届全国学术会议论文(摘要)集[C];2001年
10 江祖成;刘文华;;我国稀土元素分析的成就与回顾[A];第十届全国稀土元素分析化学学术报告会论文集[C];2003年
11 刘资甫;陈云贵;唐定骧;涂铭旌;;四川稀土的前途在于延伸开发与应用[A];第九届中国稀土企业家联谊会会议论文集[C];2002年
12 刘文华;;回顾与展望——贺第12届稀土分析会并寄语青年稀土分析工作者[A];第十二届全国稀土元素分析化学学术报告暨研讨会论文集(上)[C];2007年
13 魏娜;谷学军;韩正波;;簇基稀土有机骨架材料的构筑及催化性能[A];中国稀土学会2017学术年会摘要集[C];2017年
14 王若雅;彭青坡;李书军;赵志敏;刘术侠;;一类基于含钽多酸的稀土衍生物[A];中国化学会第六届全国多酸化学学术研讨会论文摘要集[C];2015年
15 张安文;;稀土—先进制造业重要的基础材料[A];新常态下稀土产业的转型升级——第七届中国包头·稀土产业论坛专家报告集[C];2015年
16 高玮;;2015年稀土抛光材料的市场趋势分析[A];新常态下稀土产业的转型升级——第七届中国包头·稀土产业论坛专家报告集[C];2015年
17 葛明桥;;稀土夜光纤维[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
18 杨国昱;;稀土锗氧簇-有机骨架的设计合成与性能[A];中国化学会2013年中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[C];2013年
19 杜军;李峥;钱婉华;田辉平;达志坚;何鸣元;;稀土离子位置与沸石的酸性稳定性[A];第十届全国稀土元素分析化学学术报告会论文集[C];2003年
20 吴明燕;洪茂椿;;稀土团簇及其框架材料的制备与应用[A];中国稀土学会2017学术年会摘要集[C];2017年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 杨宇明;稀土掺杂纳米发光材料的制备及发光性能的研究[D];吉林大学;2009年
2 薛寒松;稀土掺杂二氧化钛纳米管模板法制备及光催化性能研究[D];重庆大学;2008年
3 李徐坚;坡缕石基新型吸附材料的制备及其对稀土离子的吸附性能研究[D];中国地质大学;2016年
4 何春艳;基于博弈论的我国稀土出口政策研究[D];中国地质大学(北京);2013年
5 张振兴;稀土掺杂宽带隙氮化物半导体薄膜的制备与性能研究[D];兰州大学;2009年
6 刘鹏;含稀土碳酸化羟基磷灰石材料的制备及其应用于骨修复的实验研究[D];吉林大学;2021年
7 李晶瑞;N,N-二辛基二甘酰胺酸键合固相材料制备及分离稀土性能研究[D];北京科技大学;2021年
8 王前明;基于新颖桥分子基团的稀土发光杂化材料体系的设计、构筑、组装[D];同济大学;2007年
9 刘兴妤;稀土高分子材料的合成及发光性能研究[D];兰州大学;2008年
10 张杰;稀土有机化合物对含累积双键有机小分子活化作用[D];复旦大学;2004年
11 邵渭泉;稀土掺杂氧化铝恒速无压烧结行为及作用机理研究[D];青岛大学;2009年
12 李元耀;稀土掺杂材料的光特性及其应用研究[D];天津大学;2012年
13 蒋敏;可见光催化卤代芳烃和氨基酸衍生物的功能化研究[D];清华大学;2018年
14 于红光;石墨烯-钨酸铋复合光催化剂的制备及光催化性能研究[D];东南大学;2019年
15 鲁颖炜;新型硅纳米晶材料的制备及其发光性能的研究[D];天津大学;2008年
16 饶兴堂;多稀土混合金属—有机框架材料的设计、合成及其颜色调控和荧光温度传感性能研究[D];浙江大学;2014年
17 孙婷;镁/铟与稀土掺杂铌酸锂晶体缺陷结构与上转换发光性能研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
18 胡晓云;稀土掺杂凝胶基质发光材料的制备及性能研究[D];西北大学;2005年
19 兰茜;稀土渣中稀土相选择性析出与超重力分离[D];北京科技大学;2021年
20 曾鹏;新型碳基复合材料的制备及其光催化制氢性能研究[D];武汉大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 刘学博;稀土掺杂改性TiO_2纳米晶材料的制备及其光催化性能研究[D];昌吉学院;2021年
2 石佳光;稀土掺杂对二氧化钛薄膜性能影响的研究[D];南昌大学;2012年
3 顾铭;稀土钆、钇掺杂二氧化钛纳米管光致发光及光催化性能的研究[D];重庆大学;2015年
4 刘学梅;稀土掺杂铋基复合物的制备及光催化性分析[D];西南科技大学;2016年
5 叶庆;稀土掺杂锶钛硅玻璃及微晶玻璃发光性能的研究[D];武汉理工大学;2012年
6 张宁;稀土掺杂的镧镓酸盐玻璃及其光谱特性的研究[D];云南师范大学;2015年
7 梁艳;高效复合型稀土掺杂光催化抗菌材料的研究[D];东北大学;2006年
8 安立苗;磁载光催化材料稀土掺杂及辐照改性研究[D];天津大学;2007年
9 朱剑;稀土掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能研究[D];中南大学;2008年
10 魏敏;掺稀土碲酸盐玻璃近红外波段光谱特性研究[D];哈尔滨工业大学;2021年
11 邹燕娣;稀土掺杂TiO_2的制备及其光电催化活性研究[D];广东工业大学;2012年
12 彭鹏;新型热障涂层用稀土铝酸盐材料的研究[D];中国地质大学(北京);2010年
13 范广勤;儿童稀土暴露的健康效应研究[D];江西医学院;2001年
14 任建;二氧化钛/石墨烯复合材料的制备及性能研究[D];西华大学;2020年
15 陈沾;稀土掺杂氧化锌纳米材料的制备及其光催化性能研究[D];武汉科技大学;2016年
16 陈平平;我国稀土中小企业技术创新能力评价研究[D];内蒙古财经大学;2014年
17 潘晓东;科学发展观视角下中国的稀土战略探讨[D];上海社会科学院;2012年
18 张璐;稀土掺杂氮化镓纳米粉溶胶—凝胶制备及发光机理研究[D];西北大学;2011年
19 刘国敬;稀土掺杂二氧化钛纳米发光材料的制备及性能研究[D];西北大学;2010年
20 史小利;黑曲霉对稀土离子的生物吸附研究[D];河南农业大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 谢远志 记者 刘珊伊 实习生 罗媛;稀土王国崛起稀金产业[N];赣南日报;2020年
2 记者 卢盛;早日打造成国家一流平台[N];赣南日报;2020年
3 记者 张海芳;原创好产品新应用首次亮相稀土论坛[N];包头日报;2020年
4 本报记者 李靖恒;稀土新局:从卖“土”到卖“制造”[N];经济观察报;2021年
5 每经记者 胥帅;五矿稀土:重组释放整合预期[N];每日经济新闻;2021年
6 记者 杨烨 王涛 实习生 陆洋;稀土环保标准将出[N];经济参考报;2010年
7 邓家恂 崔玉姣;甘肃稀土元月实现生产经营“开门红”[N];白银日报;2021年
8 特派两会记者 许勇;严格限制稀土出口 重视深加工[N];中国黄金报;2022年
9 本报记者 冯丽妃;稀土失宠 无需惊恐[N];中国科学报;2013年
10 本报记者 张军;需求强劲 稀土供给紧张格局短期料难缓解[N];中国证券报;2021年
11 记者 张雪卉;两部门:不得无指标开采冶炼分离稀土[N];中国有色金属报;2021年
12 记者 马晓敏;今年首批稀土开采、冶炼分离指标发布[N];中国矿业报;2022年
13 记者 周大伟;两部委下达2022年首批稀土开采、冶炼分离指标[N];中国有色金属报;2022年
14 彭科峰;组建大集团只是“拯救稀土”第一步[N];中国科学报;2014年
15 本报记者 原诗萌;“稀土案”败诉倒逼整合提速[N];中国科学报;2014年
16 本报记者 管筱璞 通讯员 甘士莲;稀土废矿焕新颜[N];中国纪检监察报;2020年
17 记者 张景阳 通讯员 李宝乐;国内首条稀土纳米断热材料生产线筹建[N];科技日报;2021年
18 记者 张海芳 通讯员 李宝乐;稀土纳米断热材料填补国内空白[N];包头日报;2021年
19 记者 王平 通讯员 张海芳;稀土纳米断热材料有望量产[N];中国冶金报;2021年
20 实习记者 于泓泽 通讯员 郭玉婷;稀土纳米断热剂节能隔热效果惊人[N];中国冶金报;2021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
  • 010-62982499
  • 010-62783978