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TiO_2薄膜的制备及其光催化性能的研究

作　者: 马玲鸾
导　师: 韦志仁
学　校: 河北大学
专　业: 光学工程
关键词: 水热法 纳米材料 二氧化钛 钛酸盐 光催化
分类号: O484.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本论文采用水热法制备钛酸盐及TiO2纳米薄膜，通过选择不同的前驱物、矿化剂及其温度条件，寻找较好的钛酸盐纳米薄膜生长条件，然后，进一步进行酸化、加热处理获得TiO2纳米薄膜，并研究其光催化性能。在80℃温度下，以Ti（OH）4作为初始反应物，添加NaOH、KOH作为矿化剂，均匀混合，反应10h，合成钛酸盐纳米薄膜；以TiCl3作为初始反应物，添加NaOH、KOH作为矿化剂，均匀混合，反应24h，合成钛酸盐纳米薄膜；以TiCl3作为初始反应物，添加NaOH、KOH作为矿化剂，以TiCl3溶液缓慢滴入矿化剂方式，反应56h，合成钛酸盐纳米薄膜。采用透射电子显微镜（TEM）、电子衍射（ED）和X射线衍射（XRD）对其形貌、结构进行表征，经分析确认生成样品均为膜状，其中以TiCl3溶液缓慢滴入50ml的10mol/LNaOH和3mol/LKOH溶液时，生成样品成膜形态较好。在150℃温度下，以TiO2作为初始反应物，添加NaOH、KOH作为矿化剂，填充度为68%，反应24h，合成钛酸盐纳米薄膜，再对其酸化、加温处理获得TiO2纳米薄膜，采用透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）进行形貌、结构表征。测试TiO2光催化性能发现，所合成的TiO2纳米薄膜对亚甲基蓝均有降解作用，并随温度的升高，其光催化效率增大。实验结果表明，在200℃下合成的TiO2纳米薄膜其光降解活性接近于市售P25。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 引言  9-20
  1.1 纳米材料的基本特性及应用  9-12
    1.1.1 纳米材料  9-10
    1.1.2 纳米材料的基本特性  10-11
    1.1.3 纳米材料的应用  11-12
  1.2 纳米TiO_2的结构、性质及应用  12-16
    1.2.1 纳米TiO_2的结构及性质  12-13
    1.2.2 纳米TiO_2的应用  13-16
  1.4 纳米钛酸钾/ 钠的结构、基本性质及应用  16-17
    1.4.1 纳米钛酸钾 / 钠的结构及基本性质  16-17
    1.4.2 纳米钛酸钾/ 钠的应用  17
  1.5 国内外研究现状  17-18
  1.6 本论文的研究内容  18-20
第2章 实验方法与性能表征  20-23
  2.1 实验方法  20-21
    2.1.1 样品制备实验  20-21
    2.1.2 光催化实验  21
  2.2 性能表征方法  21-23
    2.2.1 透射电子显微镜( TEM/ HRTEM)  21-22
    2.2.2 X 射线衍射( XRD )  22
    2.2.3 电子衍射 ( ED )  22-23
第3章 不同条件下制备钛酸盐纳米薄膜  23-33
  3.1 以 Ti( OH )_4为前驱物水浴合成钛酸盐薄膜  23-27
    3.1.1 样品的制备  23
    3.1.2 样品的表征与结果分析  23-27
  3.2 以 TiCl_3为前驱物水浴合成钛酸盐薄膜  27-29
    3.2.1 样品的制备  27
    3.2.2 样品的表征与结果分析  27-29
  3.3 以TiCl_3为前驱物水浴滴定合成钛酸盐  29-32
    3.3.1 样品的制备  29
    3.3.2 样品的表征与结果分析  29-32
  3.4 本章小结  32-33
第4章 高温制备钛酸盐及二次处理制备 TiO_2纳米薄膜  33-42
  4.1 高温制备钛酸盐纳米薄膜  33-36
    4.1.1 样品的制备  33
    4.1.2 样品的表征与结果分析  33-36
  4.2 二次处理钛酸盐制备 TiO_2薄膜  36-41
    4.2.1 样品的制备  36
    4.2.2 样品的表征与结果分析  36-41
  4.3 本章小结  41-42
第5章 钛酸钾钠及 TiO_2纳米薄膜的光催化性能  42-46
  5.1 钛酸钾钠薄膜的光催化及吸附性能  42-43
    5.1.1 催化剂的制备  42
    5.1.2 光催化及吸附实验  42-43
    5.1.3 结果分析  43
  5.2 二次处理制得 TiO_2纳米薄膜的光催化性能  43-45
    5.2.1 催化剂的制备及光催化实验  43-44
    5.2.2 结果分析  44-45
  5.3 本章小结  45-46
结束语  46-47
参考文献  47-52
致谢  52-53
攻读学位期间取得的科研成果  53

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 薄膜物理学 > 薄膜的生长、结构和外延
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