学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
TiO_2纳米管的制备、改性及应用
作 者: 马莹
导 师: 贾晓林;董林
学 校: 郑州大学
专 业: 材料学
关键词: TiO2纳米管 水热法 阳极氧化 氮掺杂 羟基磷灰石 电沉积
分类号: O614.411
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 28次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
内容摘要
TiO2纳米管较TiO2其它纳米结构具有较好的光催化、气敏、光电和光电压特性,得到了广泛的关注和深入的研究。然而,宽带隙半导体TiO2(3.2eV)只在紫外光区有吸收(只占太阳光能量的8%,而可见光占太阳光能量的45%),大大限制了它的应用。因此,如何提高TiO2在可见光区的吸收是亟待解决的一个问题。离子掺杂被认为是提高TiO2光催化活性的一个有效的方法。以TiO2纳米粉体为原料,采用水热法制备TiO2纳米管,研究了反应温度、反应时间、前驱体用量以及退火对TiO2纳米管性能的影响。结果表明:反应温度越高,越有利于管状结构的形成,对亚甲基蓝的光降解速率也会升高;反应时间24h,前躯体加入量为0.6g时,样品的光催化效果最好;退火后的样品的结晶度较退火前好,光催化性能也有较大提高。采用阳极氧化法制备TiO2纳米管。研究发现,电压,时间、电解液pH值对TiO2的形貌有很大影响。在电压为20V,氧化时间为5min,电解液pH值为3时,能够得到排列整齐的孔径为60-80nm的纳米管,孔壁厚约为20-30nm。制备的TiO2纳米管为无定形态,400℃下退火后由无定形态转变为锐钛矿型;400-700℃下退火后为锐钛矿和金红石的混合相,且温度越高,金红石相越多;700℃之后全部转变为金红石相。对阳极氧化后的TiO2纳米管进行N掺杂,并对样品的形貌与晶体结构进行了研究。掺N后不会破坏阳极氧化形成的高有序纳度米管阵列。用甲基橙作为模拟降解物进行光催化性能的测试,结果表明N掺杂的TiO2纳米管具有较好的光催化性能。N掺杂的TiO2纳米管在可见光下就有显著的浸润性转换,表明N的引入导致TiO2纳米管材料的可见光响应大大增强。在阳极氧化制备的TiO2纳米管上电沉积羟基磷灰石(HAP),并研究了电沉积时电压,双氧水含量和温度对样品性能的影响。得出制备TiO2/HAP复合涂层的最佳条件为:电解液中双氧水含量2.5ml、电沉积电压1V,温度60℃,电沉积时间为2h。
|
全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-6 目录 6-8 引言 8-10 1.文献综述 10-32 1.1 TiO_2纳米管概述 10-22 1.1.1 纳米材料的特性 10-11 1.1.2 TiO_2的晶体结构 11-14 1.1.3 TiO_2的光催化特性及原理 14-16 1.1.4 TiO_2的应用 16-18 1.1.5 TiO_2纳米管的制备方法 18-22 1.2 TiO_2纳米管的改性 22-25 1.2.1 过渡金属离子掺杂 23 1.2.2 稀土元素离子掺杂 23-24 1.2.3 非金属元素掺杂 24-25 1.2.4 贵金属沉积 25 1.3 羟基磷灰石(HAP)概述 25-30 1.3.1 制备方法 26-28 1.3.2 应用 28-29 1.3.3 TiO_2/HAP复合涂层 29-30 1.4 本论文立题依据和研究内容 30-32 2.水热法制备TiO_2纳米管 32-47 2.1 引言 32 2.2 实验部分 32-36 2.2.1 实验仪器及药品 32-33 2.2.2 实验过程 33-34 2.2.3 样品性能测试及表征 34-36 2.3 结果与讨论 36-46 2.3.1 反应温度对样品性能的影响 36-40 2.3.2 反应时间对样品性能的影响 40-42 2.3.3 前躯体的加入量对样品性能的影响 42-44 2.3.4 煅烧对样品性能的影响 44-46 2.4 小结 46-47 3.阳极氧化法制备TiO_2纳米管 47-66 3.1 引言 47 3.2 实验部分 47-50 3.2.1 实验仪器及药品 47-48 3.2.2 实验过程 48-49 3.2.3 样品性能测试及表征 49-50 3.3 结果分析与讨论 50-64 3.3.1 不同反应条件对样品形貌的影响 50-53 3.3.2 退火温度对样品晶体结构的影响 53-55 3.3.3 光催化性能测试 55-61 3.3.4 润湿性测试 61-64 3.4 小结 64-66 4.TiO_2纳米管的N掺杂 66-84 4.1 引言 66 4.2 实验部分 66-68 4.2.1 实验仪器及药品 66-67 4.2.2 实验过程 67 4.2.3 样品性能测试及表征 67-68 4.3 结果分析与讨论 68-83 4.3.1 掺N对样品性能的影响 68-71 4.3.2 光催化性能研究 71-76 4.3.3 光催化反应动力学研究 76-80 4.3.4 润湿性 80-83 4.4 小结 83-84 5.TiO_2纳米管上电沉积羟基磷灰石涂层 84-101 5.1 引言 84 5.2 实验部分 84-87 5.2.1 实验仪器及药品 84-85 5.2.2 实验过程 85-86 5.2.3 样品性能测试及表征 86-87 5.3 结果分析与讨论 87-100 5.3.1 碱液处理前后样品的比较 87-91 5.3.2 电解液中双氧水含量对样品性能的影响 91-95 5.3.3 电沉积时电压对样品性能的影响 95-98 5.3.4 电沉积过程中温度对样品形貌的影响 98-100 5.4 小结 100-101 6.结论 101-102 参考文献 102-110 致谢 110-111 附录 111
|
相似论文
- 水热法制备氧化物中空微球,TB383.4
- 锂离子电池用多元Sn合金基碳复合材料的研究,TM912.9
- Reline室温离子液体中锌钴和锌镍合金的电沉积研究,TQ153.1
- Bi、N共掺杂TiO2的制备及性能的研究,O614.411
- 碳酸根柱撑水滑石的制备及结构重构性能研究,TQ424.2
- 低分子量有机酸对纳米羟基磷灰石固定水溶液中铅离子的影响研究,S153
- 功能化纳米二氧化钛多孔材料的制备、表征及性能研究,TB383.1
- 酸溶液对壳聚糖/羟基磷灰石复合材料的结构与性能的影响研究,R318.08
- 层状双金属氢氧化物的制备及其吸附性能研究,O611.4
- 一维纳米TiO2的制备及染料废水脱色研究,TB383.1
- 电沉积法制备电极及降解苯酚废水性能研究,X703
- 多孔氧化铜空心微球的制备及表征,O614.121
- 纳米羟基磷灰石固定污染土壤重金属的应用研究,X53
- 基于磁流体组装的空心磁性碳微球及其功能性复合体,TB383.4
- 二氧化硅球腔微电极阵列以及复合磁性纳米氧化铁的制备与应用,TB383.1
- 新型铁氧体颜料的制备及其在磁性防伪油墨中的应用研究,TQ622.15
- 稳恒磁场下Ni-W-P合金电沉积膜的制备及性能研究,TG174.4
- 甲醇制烯烃催化剂SAPO-34分子筛的合成及改性研究,TQ221.2
- 钒氧化物纳米材料的合成、表征及催化性能,TB383.1
- 基于TiO2的染料敏化太阳能电池研究,TM914.4
- 纯钛表面基于微弧氧化技术的仿生陶瓷膜的制备、表征及性能研究,R318.08
中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 金属元素及其化合物 > 第Ⅳ族金属元素及其化合物 > 钛副族(ⅣB族金属元素) > 钛Ti
© 2012 www.xueweilunwen.com
|