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高活性锐钛型二氧化钛的制备及其在分解水制氢中的应用

作　者: 闻次章
导　师: 杨化桂
学　校: 华东理工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 二氧化钛 TiOF2 光催化高活性面制氢
分类号: TQ116.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 26次
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内容摘要

与众多被应用到光催化领域的半导体相比,二氧化钛(TiO2)由于具有无毒、价格便宜、催化活性高、耐紫外光腐蚀、耐酸碱和耐强氧化剂等特点而成为应用前景最好的光催化剂,一直处于光催化研究的核心位置。目前人类面临着能源危机和众多的环境问题,作为利用太阳能的有效途径,光解水的重要性毋庸置疑,利用太阳能将水分解为氢气和氧气等化学能,是氢能经济的重要组成部分,将光催化剂的研究对于解决当下突出的能源环境问题具有重要的现实意义。锐钛型TiO2已经被证实在光催化或催化领域中的很多方面具有更高的活性,通过采用不同的方法,不同形貌的锐钛型TiO2晶体被成功合成出来,活性不断的提高,而理论计算的发展也为锐钛型TiO2晶体的合成提供了有力的支撑。本文阐述三方面内容：第一,利用水热过程实现锐钛型TiO2晶体的同质液相外延生长,不同活性面如{001}和{101}面上的晶粒呈现出不同的形貌,是不同晶面上的原子几何结构差异和液相外延生长过程中晶格匹配过程导致了这种形貌差异。第二,利用简单的水热法合成暴露{001}面和{100}面的锐钛型TiO2,与{101}面和{001}面的锐钛型TiO2相比,{001}面和{100}面的锐钛型TiO2具有更高的制氢效率,并且在连续照射19h后依然保持较高的制氢速率。第三,利用一步水热法合成单晶TiOF2,研究从TiOF2到Ti02的相转变,并对最终产品的制氢性能进行测试。实验结果表明,TiOF2本身不具有制氢性能,经过湿氩气、干氩气及硫化氢分别处理之后,所得三种锐钛型TiO2的制氢性能依次递增,并且观察到经过干氩气处理后的产物具有中空结构。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章文献综述  9-28
  1.1 TiO-2光催化材料概述  9-11
  1.2 TiO_2光催化的基本原理  11
  1.3 {001}面锐钛型TiO_2的合成  11-22
    1.3.1 TiO_2形貌的理论预测  11-16
    1.3.2 高比例{001}面TiO_2的合成理论  16
    1.3.3 外延生长法  16-17
    1.3.4 水热/溶剂热法  17-21
    1.3.5 非水相醇解法  21
    1.3.6 高温气相法  21-22
    1.3.7 其他方法  22
  1.4 其他高活性面锐钛型TiO_2的合成  22-23
  1.5 光解水制氢原理  23-24
  1.6 光解水制氢体系及研究进展  24-26
  1.7 TiOF_2在光催化中的研究进展  26
  1.8 本课题研究意义及主要内容  26-28
第2章锐钛型TiO_2晶体的同质液相外延生长  28-33
  2.1 引言  28
  2.2 实验部分  28
    2.2.1 实验药品  28
    2.2.2 实验设备及测试仪器  28
    2.2.3 实验步骤  28
  2.3 结果与讨论  28-32
  2.4 本章小结  32-33
第3章暴露{001}和{100}面的锐钛型TiO_2的合成  33-43
  3.1 引言  33
  3.2 实验部分  33-34
    3.2.1 实验药品  33
    3.2.2 实验设备及测试仪器  33
    3.2.3 实验步骤  33-34
  3.3 结果与讨论  34-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章 TiOF_2-TiO_2的相转变研究  43-53
  4.1 引言  43
  4.2 实验部分  43-44
    4.2.1 实验药品  43
    4.2.2 实验设备及测试仪器  43
    4.2.3 实验步骤  43-44
  4.3 结果与讨论  44-52
  4.4 本章小结  52-53
第5章总结  53-55
  5.1 全文主要内容  53
  5.2 研究展望  53-55
参考文献  55-63
攻读硕士期间发表论文情况  63-64
致谢  64

高活性锐钛型二氧化钛的制备及其在分解水制氢中的应用

内容摘要

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