负载型TiO2光催化剂的制备及性能研究--纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的制备及性能研究

光催化论文 纳米TiO_2论文 电气石论文 溶胶-凝胶法论文
论文详情
以微米级电气石为载体,采用溶胶—凝胶法制备了纳米TiO2/电气石复合光催化剂,通过光催化降解甲基橙实验考察复合光催化剂的活性。研究表明:制备复合颗粒的最佳工艺条件为钛酸丁酯:无水乙醇:水:二乙醇胺=1:30:1:1(摩尔比),水解温度为40℃;焙烧温度为550℃;负载3次。SEM显示纳米TiO2球形粒子先形成微粒簇,再均匀包覆在电气石表面形成颗粒膜层;TiO2粒子的平均粒径为18nm;复合光催化剂对甲基橙溶液的降解率为60.2%,明显优于纯TiO2(40.9%)。对电气石提高TiO2光催化效率的机理进行分析,电气石的表面电场有利于抑制光生电子—空穴对的重新复合,从而提高光量子效率。 为了进一步提高复合光催化剂的催化效率,在纳米TiO2/电气石复合光催化剂制备过程中添加聚乙二醇(PEG),增加颗粒膜层的比表面积,或掺杂稀土元素改性。实验表明:添加20%(摩尔含量)的PEG-600,甲基橙的降解率从60.2%提高到85.1%;掺杂1%(质量含量,下同)的Y元素,甲基橙的催化降解率提高到88.4%,掺杂0.8%的La元素,降解率为93.6%。对PEG(或稀土元素)与电气石共同提高TiO2光催化作用的机理进行了初步分析。
摘要第3-4页
Abstract第4页
目录第5-7页
1 绪论第7-18页
    1.1 纳米TiO_2光催化技术第7-12页
        1.1.1 纳米TiO_2光催化机理第7-8页
        1.1.2 纳米TiO_2光催化技术的应用第8-10页
        1.1.3 纳米TiO_2光催化剂的制备第10-12页
    1.2 纳米TiO_2光催化性能的提高第12-14页
        1.2.1 光电组合催化技术第12-13页
        1.2.2 金属离子掺杂第13页
        1.2.3 稀土离子掺杂第13页
        1.2.4 贵金属沉积第13-14页
        1.2.5 半导体复合第14页
        1.2.6 表面光敏化第14页
    1.3 纳米TiO_2光催化技术的发展方向第14-15页
    1.4 电气石的性能及在环保领域的应用第15-17页
        1.4.1 电气石的结构特征第15页
        1.4.2 电气石的性能第15-16页
        1.4.3 电气石在环保健康领域的应用第16-17页
    1.5 研究目的和方法第17-18页
2 纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的制备及表征第18-33页
    2.1 实验原料及仪器第18-20页
        2.1.1 电气石原料第18-19页
        2.1.2 其它实验试剂及仪器设备第19-20页
    2.2 溶胶—凝胶法制备纳米TiO_2/电气石复合光催化剂第20-21页
        2.2.1 实验过程第20页
        2.2.2 反应机理第20-21页
    2.3 纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的分析表征第21-25页
        2.3.1 纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的SEM表征第21-23页
        2.3.2 纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的XRD表征第23-24页
        2.3.3 纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的FTIR表征第24页
        2.3.4 纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的BET表征第24-25页
    2.4 实验结果与讨论第25-32页
        2.4.1 溶胶—凝胶工艺条件的选择第25-26页
        2.4.2 水解反应温度的影响第26页
        2.4.3 焙烧温度对纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的影响第26-29页
        2.4.4 负载次数对纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的影响第29-32页
    2.5 小结第32-33页
3 纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的性能研究第33-42页
    3.1 光催化实验及表征手段第33-34页
        3.1.1 甲基橙标准曲线第33-34页
        3.1.2 光催化实验第34页
    3.2 纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的催化性能第34-38页
        3.2.1 复合催化剂、电气石、TiO_2的催化性能对比第34-35页
        3.2.2 催化剂投加量对催化性能的影响第35-36页
        3.2.3 负载次数对催化性能的影响第36页
        3.2.4 焙烧温度对催化性能的影响第36-37页
        3.2.5 水解反应温度对催化性能的影响第37-38页
    3.3 电气石提高TiO_2光催化效率的机理第38-40页
        3.3.1 电气石表面电极性的影响第38-39页
        3.3.2 电气石表面羟基化的影响第39-40页
        3.3.3 电气石辐射远红外线的影响第40页
        3.3.4 电气石吸附性能的影响第40页
    3.4 小结第40-42页
4 纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的改性及其催化性能第42-53页
    4.1 纳米TiO_2催化性能提高的原理第42页
    4.2 实验试剂第42-43页
    4.3 聚乙二醇对复合光催化剂性能的影响第43-47页
        4.3.1 聚乙二醇提高TiO_2光催化性能的机理第43页
        4.3.2 添加聚乙二醇的复合光催化剂的制备第43页
        4.3.3 添加聚乙二醇对催化性能的影响第43-45页
        4.3.4 聚乙二醇与电气石共同提高复合光催化剂性能的机理第45-47页
    4.4 稀土氧化物对复合光催化剂性能的影响第47-52页
        4.4.1 稀土氧化物提高TiO_2光催化性能的机理第47-48页
        4.4.2 掺杂稀土元素的复合光催化剂的制备第48页
        4.4.3 稀土元素掺杂对催化性能的影响第48-51页
        4.4.4 稀土氧化物与电气石协同提高光催化性能的机理第51-52页
    4.5 小结第52-53页
5 结论第53-55页
    5.1 本文结论第53-54页
    5.2 关于深入研究的建议第54-55页
致谢第55-56页
参考文献第56-60页
论文购买
论文编号ABS1738946,这篇论文共60页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付18
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付30
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656