学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

掺杂TiO_2的制备及光催化性能研究

作　者: 张蕾
导　师: 俞泽民
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: TiO2纳米粉 合成温度 离子掺杂 光催化性能 甲基橙
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 59次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文以钛酸丁酯为钛源,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法,制备TiO2纳米粉;然后以硝酸铁引入掺杂元素Fe,制备了单一锐钛矿结构的(Ti1-xFex)O2纳米粉;再以硝酸镧引入La元素,制备单一锐钛矿结构的（Ti1-x-yFexLay）O2纳米粉。采用TG-DTA、XRD、SEM、分光光度计等分析测试方法,测试凝胶的热行为;粉体的结构、微观形貌及光催化性能;进而研究制备工艺对TiO2粉体的结构、微观形貌及其光催化性能的影响,试验结果研究表明:在本试验条件下,350℃550℃合成的未掺杂产物均为单一的锐钛矿型TiO2,合成温度达到650℃时,23.6%的锐钛矿相转变为金红石相。随着合成温度的升高,TiO2纳米粉的平均晶粒尺寸与颗粒尺寸都逐渐增大。650℃时小尺寸颗粒已基本消失,团聚程度逐渐降低。此时合成的混晶型TiO2光催化活性最好,对甲基橙的降解率达到51%。650℃合成的(Ti1-xFex)O2（x=0.01%,0.03%,0.05%）纳米粉,均为单一的锐钛矿相,Fe3+离子掺杂抑制了锐钛矿相向金红石相的转变。随着Fe3+离子掺杂浓度x逐渐提高,粉体的平均晶粒尺寸先增大后减小,与未掺杂TiO2相比明显细化;颗粒尺寸明显减小,小尺寸颗粒占主体;团聚现象有所改善,颗粒形态多元化。当Fe3+离子掺杂浓度为x=0.03%时粉体的平均晶粒尺寸最小,为5.497nm;对甲基橙的降解率为87.5%,光催化活性最好,比未掺杂TiO2粉体提高了36.5%。650℃合成的（Ti1-x-yFexLay）O2纳米粉（x+y=0.03%, y/x=1/5,1/2,5/1,6/0）也均为单一的锐钛矿结构TiO2,Fe3+、La3+复合掺杂也同样抑制了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。随着镧铁摩尔比y/x逐渐提高,粉体的平均晶粒尺寸、颗粒尺寸都有不同程度细化,粒度分布均匀,团聚现象更为严重。La3+、Fe3+复合掺杂后,(Ti1-x-yFexLay)O2纳米粉的光催化活性显著提高,当y/x=1/2时,光催化活性最高,比未掺杂的提高了41%。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-21
  1.1 课题研究背景  10
  1.2 Ti0_2 光催化剂的制备  10-13
    1.2.1 沉淀法  11-12
    1.2.2 溶胶-凝胶法  12
    1.2.3 微乳液法  12-13
  1.3 Ti0_2 光催化性能的改进  13-17
    1.3.1 复合半导体  13-14
    1.3.2 光敏化  14-15
    1.3.3 超强酸化  15-16
    1.3.4 负载固定  16
    1.3.5 离子掺杂  16-17
  1.4 Ti0_2 光催化剂的应用  17-20
    1.4.1 环境保护  17-19
    1.4.2 其它应用  19-20
  1.5 Ti0_2 光催化材料存在的问题  20
  1.6 本论文的主要研究内容  20-21
第2章 试验材料及方法  21-27
  2.1 试验用原材料及设备  21-22
  2.2 粉体的制备  22-25
    2.2.1 Ti0_2 纳米粉的制备  22-23
    2.2.2 (Ti_(1-x)Fe_x)0_2 纳米粉的制备  23-24
    2.2.3 (Ti_(1-x-y)Fe_xLay)0_2 纳米粉的制备  24-25
  2.3 研究方法  25-26
    2.3.1 热行为分析  25
    2.3.2 结构分析  25-26
    2.3.3 微观形貌分析  26
    2.3.4 光催化性能测试  26
  2.4 本章小结  26-27
第3章 Ti0_2纳米粉的制备及光催化  27-35
  3.1 凝胶的热行为分析  27-28
  3.2 合成温度对产物结构的影响  28-30
  3.3 Ti0_2 纳米粉的微观形貌  30-31
  3.4 Ti0_2 纳米粉的光催化性能  31-34
  3.5 本章小结  34-35
第4章 (Ti_(1-x)Fe_x)0_2纳米粉的制备及光催化  35-41
  4.1 铁钛比对产物结构的影响  35-37
  4.2 (Ti_(1-x)Fe_x)0_2 纳米粉的微观形貌  37-38
  4.3 (Ti_(1-x)Fe_x)0_2 纳米粉的光催化性能  38-40
  4.4 本章小结  40-41
第5章 (Ti_(1-x-y)Fe_xLa_y)0_2纳米粉的制备及光催化  41-48
  5.1 镧铁比对产物结构的影响  41-43
  5.2 (Ti_(1-x-y)Fe_xLa_y)0_2 纳米粉的微观形貌  43-44
  5.3 (Ti_(1-x-y)Fe_xLa_y)0_2 纳米粉的光催化性能  44-47
  5.4 本章小结  47-48
结论  48-49
参考文献  49-54
攻读硕士学位期间发表的学术论文  54-55
致谢  55

相似论文

  1. 基于酚醛树脂活性炭的制备及负载TiO2吸附—光催化性能,TQ424.19
  2. Fe，V共掺杂TiO2催化剂的合成、表征及其性能研究,O614.411
  3. 铁、镧掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究,O614.411
  4. 低温快烧结晶釉的制备与性能,TQ174.65
  5. 纳米多孔玻璃基复合发光材料的研究,TB383.1
  6. 纳米磷酸铁锂的制备与改性,TM912
  7. 掺杂钴铁氧体及其复合材料的制备和性能研究,TB383.1
  8. 羟基磷灰石改性及光催化降解染料性能研究,X703
  9. 掺杂纳米TiO_2光催化降解甲醛的研究,X13;TB383.1
  10. 铝离子掺杂氧化锌薄膜的溶胶—凝胶法制备及性能,TB383.2
  11. 离子掺杂型和氧化物及贵金属负载型TiO_2纳米线(带)的制备与表征,TB383.1
  12. 机械活化辅助合成β-Sialon粉体,O611.3
  13. MgMn双元素掺杂改性LiFePO_4的研究,TM912
  14. 锂离子电池磷酸铁锂正极材料的研究,TM912
  15. 稀土—氮共掺杂TiO_2的制备及其光催化性能研究,TN304.21
  16. 甲基橙染料废水的自由基/臭氧氧化降解,X703.1
  17. CNTs/Fe_3O_4/TiO_2纳米复合材料的组织结构与光催化性能,TB383.1
  18. 碳纳米管复合材料的制备与表征,TB383.1
  19. 功能铀酰—有机配位聚合物的合成、结构与性能研究,O631.3
  20. 用于车内VOC治理的光催化剂的制备及其性能研究,TQ426.8
  21. 聚苯胺电化学沉积及电化学性能研究,O633.21

中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
© 2012 www.xueweilunwen.com