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TiO_2/CaSO_4复合粉体的固相法制备、改性及光催化性能研究

作　者: 王文霞
导　师: 李志林
学　校: 河北大学
专　业: 无机化学
关键词: 固相法 TiO2/CaSO4复合粉体 光催化 硫酸氧钛 氧化钙 掺铁
分类号: O614.411
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


由于纳米TiO2具有活性高、无毒、稳定性好、无二次污染、可以重复利用等优点，因此它在光催化降解废水方面显示出了它的优势，是目前科学家研究的最为广泛和深入的光催化剂。TiO2的制备方法很多，目前最常用的制备方法是液相法，但是液相法在制备纳米TiO2的过程中需要对制备的纳米TiO2进行过滤、洗涤、干燥等，实验操作复杂，TiO2晶粒在干燥过程中易于发生团聚等问题。并且纳米TiO2的光谱响应范围比较窄，太阳能利用效率低。本论文针对TiO2的制备、改性及光催化性能研究实验，对这几个问题进行了研究探讨。全文共分为四章：第一章，概述了纳米TiO2的结构与性能、不同的制备方法、光催化反应机理、掺杂铁的TiO2的光催化反应机理以及其在环保方面的应用，并阐明了本课题的研究目的及意义。第二章，以价格低廉的TiOSO4和CaO为原料，采用固相法制备了TiO2/CaSO4复合粉体，并以催化降解活性大红考察其光催化性能，研究了TiOSO4和CaO的摩尔比、煅烧温度、复合粉体的用量、光照时间、煅烧时间对活性大红降解率的影响。并得出采用固相法所制备的纳米TiO2对活性大红的降解率高达99%。并用XRD、EDX进行了表征。第三章，以TiOSO4和CaO为原料，加入不同含量的Fe2（SO4）3改性剂，采用固相法制备了含Fe的TiO2/CaSO4的复合粉体，并以催化降解活性大红考察其光催化性能，研究了铁的掺入量、煅烧温度、复合粉体的用量、光照时间、煅烧时间对活性大红降解率的影响，并用XRD进行了表征。第四章，结论。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 序言  9-24
  1.1 引言  9-12
    1.1.1 纳米材料  9-11
    1.1.2 纳米复合材料  11-12
  1.2 纳米 TiO_2的结构及性能  12-13
  1.3 纳米 TiO_2的制备方法  13-18
    1.3.1 物理法  14
    1.3.2 化学法  14-18
  1.4 纳米 TiO_2的光催化技术  18
  1.5 纳米 TiO_2的光催化原理  18-21
  1.6 金属掺杂纳米 TiO_2的光催化技术  21
  1.7 Fe~(3+)掺杂对纳米 TiO_2光催化影响机理  21-22
  1.8 本课题研究的意义及主要内容  22-23
  1.9 创新点  23-24
第2章 TiO_2/CaSO_4复合材料的制备及光催化性能研究  24-34
  2.1 引言  24
  2.2 实验部分  24-26
    2.2.1 实验原料  24-25
    2.2.2 实验仪器  25
    2.2.3 TiO_2/CaSO_4复合粉体制备  25
    2.2.4 光催化降解活性大红 B E S  25-26
  2.3 实验结果与讨论  26-33
    2.3.1 TiOSO_4和 CaO 的不同摩尔比对光催化性能的影响  26-27
    2.3.2 煅烧温度对光催化性能的影响  27-28
    2.3.3 复合粉体的用量对光催化性能的影响  28-29
    2.3.4 光照时间对光催化性能的影响  29-30
    2.3.5 复合粉体煅烧时间对光催化性能的影响  30-31
    2.3.6 XRD 表征  31-32
    2.3.7 样品的 EDX 表征  32-33
  2.4 本章小结  33-34
第3章 掺 Fe~(3+) 的 TiO_2/CaSO_4复合粉体对光催化性能的研究  34-42
  3.1 引言  34
  3.2 实验部分  34-35
    3.2.1 实验原料及仪器  34
    3.2.2 掺 Fe~(3+) 的 TiO_2/CaSO_4复合粉体的制备  34-35
    3.2.3 光催化降解活性大红大红染料实验  35
  3.3 实验结果与讨论  35-41
    3.3.1 掺铁量对光催化性能的影响  35-36
    3.3.2 煅烧温度对光催化性能的影响  36-37
    3.3.3 复合粉体用量对光催化性能的影响  37-38
    3.3.4 光照时间对光催化性能的影响  38-39
    3.3.5 掺 Fe~(3+) 的复合粉体的煅烧时间对光催化性能的影响  39-40
    3.3.6 XRD 表征  40
    3.3.7 EDX 分析  40-41
  3.6 本章小结  41-42
第4章 结论  42-43
参考文献  43-47
致谢  47-48
攻读学位期间取得的科研成果  48

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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
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