一、TiO_2粉体的光谱特性与光催化性能的研究（论文文献综述）
高文强[1]（2021）在《磁场调控光生载流子的分离及高效光催化材料》文中研究指明太阳能因其分布范围广,能量输入稳定,清洁,安全等优点得到了越来越高的重视程度。各国科研工作者都致力于实现通过太阳能来发展环境友好,清洁安全,可持续发展,经济可行的工业技术。太阳能向化学能转换过程成为目前最为重要的研究热点。通过利用太阳能辐射的吸收,实现化学能的能量转换过程。太阳能向化学能转换目前主要的应用领域包括:光催化降解有机污染物;光催化分解水制氢气;光催化CO2还原和光催化固氮。这些应用为解决能源需求危机和解决日益严重的环境污染,温室效应等问题提供了有效的解决途径。近年来,光催化材料研究和性能提升取得了显着的成果,但是光催化的效率始终是其应用的核心限制因素,而光催化性能提升的关键因素包括:（1）增强太阳光的吸收光谱范围,获得更多的光生载流子;（2）提高载流子的分离效率,实现更多的载流子到达催化活性位点;（3）改善催化反应活性,提高催化位点上的载流子利用率。本质上都是针对光生载流子有效利用数量的调控,即分别针对光生载流子的产生、分离、利用三个过程。光生载流子是半导体价带电子吸收能量后跃迁到导带形成的非平衡载流子,很容易复合而恢复到平衡态,此外材料中的杂质、空位等对载流子具有很强的捕获作用,形成复合中心,因此,材料本征的载流子分离效率很低,是限制光催化效率提升的关键和材料调控的难点。其中,应用最广泛和最有效的策略主要有以下两种:（1）结合不同的光催化反应体系,开发能带匹配的光催化异质结构。利用不同半导体能带结构差别,通过势能差形成在复合界面处的内建电场“因势利导”实现光生载流子从能级高的一端向能级底的一端自然移动,实现光生载流子的高效分离,例如,通过p-n半导体异质结;type-Ⅱ型异质结构;直接Z-scheme型异质结构和肖特基异质结构等半导体复合异质结构,通过内建电场实现高效光生载流子分离;（2）利用外场辅助增强光生载流子的分离。除了通过构建半导体异质结构促进光生载流子的分离,在光催化反应体系中引入外场是在不改变半导体原始性质的情况下提高光催化活性的一种灵活而可控的策略。通过施加微波、压电、热、电极化、磁场等外场都有能力提高半导体的电荷分离,为光生载流子的快速分离提供所需的外部驱动力来克服光生载流子的快速复合,从而提高光催化性能。但是,大部分外场的施加,例如电场,都需要将催化材料负载在电极材料上,虽然能提高单位质量催化剂的催化效率,但有两个不利影响:1.将悬浮液三维催化体系降低为电极材料上的二维催化体系,整体催化效率降低;2.将材料负载在电极上时,会覆盖光催化材料的催化位点,影响粉体材料催化活性位点的充分利用。此外,这类施加电场所需要的电极、导线、电源等会带来较大的资源和能源消耗。如何实现对粉体光催化材料施加非接触的外场作用,将是光催化技术研究的一个新的突破点,同时也是一个难点。磁场容易作用在悬浮体系的纳米颗粒上,在对纳米颗粒性能的无线调控方面,具有显着的优势。基于此,本工作的研究思路是,将在载流子调控方面很少被关注的磁场作用,引入研究体系,主要研究思路如下:1.基于磁场作用下运动的电荷会受到磁场洛伦兹力作用,改变运动方向这一基本物理原理出发,开展对非磁性光催化材料光生载流子的调控研究。2.利用磁场对电子自旋极化的调控作用,通过电子自旋极化改变载流子分离特性,开展对磁性光催化材料光生载流子的调控研究。主要内容为:首先研究磁场洛伦兹力对光生电子和空穴的直接作用,利用光生电子和空穴在磁场中运动产生反方向的洛伦兹力影响其运动状态,从而限制其复合;其次,利用洛伦兹力引起的纳米导体电子极化分布所形成的微电势,即运动导体电磁感应产生的动生电动势,实现对其表面组装的半导体纳米材料的光生载流子分离的调控。然后,根据磁性半导体材料中的电子自旋方向多样,具有自旋极化状态调控的条件,研究在磁场作用下,通过调节电子自旋极化状态,对光生电子和空穴的自旋极化状态进行调节,影响其复合率,从而实现磁场对磁性半导体光催化材料的光生载流子分离的调控。主要研究内容及成果如下:（1）洛伦兹力调控光生载流子分离和磁场辅助光催化:首先,利用载流子与磁场相对运动受到的洛伦兹力作用,抑制光生载流子的复合,实现高效光催化性能。选择最常用的二氧化钛（TiO2）光催化材料作为模式材料,制备了晶格结构完整的TiO2纳米带,研究其在磁场中相对运动时的光催化性能,分析磁场对半导体材料光催化性能调控机理。结果显示,在普通的搅拌式光催化系统下放置永磁体提供磁场,与不施加磁场相比,光催化降效率可以提高约40%。利用电化学Mott-Schottky曲线分析光生载流子浓度,发现磁场作用下的光生载流子浓度增加了约30%,因此提出通过引入洛伦兹力对光生电子和空穴的反方向作用力,在光生载流子光激发形成初期对电子-空穴复合过程形成抑制作用,实现了传输过程中的光生载流子数量增多,进而实现光催化性能提升,这为设计增强光生载流子分离的材料和系统开辟了一条新的思路。其次,在洛伦兹力作用提高TiO2纳米带中光生载流子的分离效率的研究基础上,构建晶格完整TiO2纳米带与还原氧化石墨烯（rGO）的异质结构,探索在磁场洛伦兹力作用对异质结构光生载流子分离的调控作用。研究结果显示,在相同磁场条件下,rGO/TiO2纳米带异质结构的光催化效率比纯TiO2纳米带的光催化降解率提高了 34%,说明异质结构的界面内建电场对光生载流子分离产生显着作用。结合磁场洛伦兹力和异质结构界面内建电场协同作用,提出从光生载流子分离和输运两个阶段来讨论其光催化增强机理,即分离阶段,磁场洛伦兹力抑制了光生载流子产生初期的复合,使得能够参与载流子输运的数量增加;输运阶段,rGO-TiO2异质结构形成的内建电场为载流子提供了自发输运路径,实现了更多的光生载流子的转移。这种具有“内建电场-磁场”协同作用的复合光催化材料设计思路,为磁场增强光催化材料设计展示了重要的方向。（2）电磁感应原位微电场的构建及磁场对纳米复合结构光催化材料的载流子调控:通过构建以纳米导体为核的复合结构材料,实现磁场中金属导体电磁感应效应的动生电动势,为复合材料提供原位微电场,增强光生载流子的分离。根据电磁感应原理,在磁场中运动的金属导体,其电子受到洛伦兹力作用形成电荷极化分布,宏观上表现为磁场动生电动势。以纳米导体为核构建的复合光催化材料中,纳米导体的动生电动势作为原位微电场调节光生载流子的分离,从而实现光催化性能的提升。基于以上材料设计思路,通过以金（Au）纳米棒作为纳米导体材料,以CdS纳米颗粒作为半导体光催化材料,构建Au@CdS纳米复合材料作为模式材料,展开电磁感应微电势对光生载流子分离性能调控的机理研究。利用自主设计和改造的运动磁场施加装置,研究了复合材料在磁场作用下光催化制氢性能的变化,结果显示在磁场作用下,Au@CdS纳米复合材料的光催化制氢效率可以提高110%左右,证明了磁场动生电动势提供的微电场对光生载流子分离的有效增强。这种利用金属-半导体核壳纳米复合结构在磁场作用下产生的电磁感应微电场,是纳米结构材料从相对运动的动能到电势能的有效转换结构,为非接触外场增强光催化性能提供了材料设计新思路,能够形成功能材料介导的原位微电场增强载流子分离的复合结构光催化材料新体系。除了磁场原位微电场对负载的光催化材料中光生载流子的调控作用,局域表面等离激元效应（LSPR）是在金属表面自由电子与相同振动频率的光子相互作用形成的电磁振荡。其中,形成的热电子也具有光生载流子特性,因此,磁场与运动导体作用产生微电势可能会对在金属导体表面基于LSPR产生的热电子具有调控作用。LSPR效应需要避免表面负载对金属表面电子的影响,通过构建钯（Pd）-金（Au）纳米棒（NRs）哑铃状复合结构,既形成复合结构催化材料,降低Pd的负载影响Au的LSPR,用于开展等离子体增强的甲酸脱氢催化反应,研究磁场作用下的催化性能调控。研究表明,利用自主设计和改进的运动磁场施加装置,对Pd-Au NRs哑铃状复合结构的甲酸脱氢反应过程施加运动磁场,在28℃反应条件下的甲酸脱氢效率提高了约60%,在45℃的反应条件下,甲酸脱氢效率提高可达150%以上。由于Pd催化甲酸脱氢反应与Pd表面电子密度密切相关,磁场作用下催化性能的显着提升说明Pd表面电子的富集,表明更多的Au纳米棒LSPR产生的热电子转移到Pd纳米颗粒的表面,验证了磁场动生电动势对LSPR热电子的调控作用,形成原位微电场对自体载流子的调节作用。本工作进一步证实了功能材料介导的原位微电场增强光生载流子分离的复合结构光催化材料设计具有可行性和普适性。（3）磁场调控铁磁半导体电子自旋极化增强光生载流子的分离:磁性半导体材料的电子自旋方向不同,没有表现出对光生载流子的作用,但是其电子自旋方向是可以利用磁场进行调节的,当电子自旋极化后,磁性半导体材料的光激发电子和空穴自旋极化状态会受到影响,进而调控光生载流子分离。通过结构调控选择选取具有光催化性能的铁酸锌（ZnFe2O4）铁磁性材料,研究其在磁场中电子自旋极化态的变化与光生载流子分离和催化活性的关系。通过引入阳离子无序和氧空位,合成了具有不同铁磁性能的ZnFe2O4（ZFO）光电极。在磁场作用下,铁磁性能越好的ZnFe2O4具有更强的光电催化析氧反应（OER）性能,实现了减少煅烧时间与磷化处理的ZnFe2O4在1.23和1.57 V vs可逆氢电极（RHE）时的OER性能比无磁场作用下分别提高了 150%和125%。其机理可解释为,阳离子无序和氧空位的引入,提高了自旋电子浓度,在磁场作用下会实现更多的电子自旋极化。处于自旋极化状态的电子在光激发过程中,电子和空穴形成相反的极化状态,空穴的极化会保持,而电子进入激发态后,由于超精细结构效应、自旋-轨道耦合效应等,会弛豫失去极化状态,即部分电子自旋方向发生反转。因为没有能够与之复合的、具有适当自旋方向的空穴存在,反转的电子向空穴的跃迁是受阻的,限制了光生电子空穴的复合。此外,电子自旋极化产生的磁阻效应,降低了载流子输运的电阻,使更多的光生载流子分离并转移到催化活性表面,增强OER催化性能。本工作通过调控电子自旋极化增强光生载流子分离,扩展了磁场增强光催化性能的理论和材料体系。整体来说,本论文研究了磁场调控光催化性能的机理,并提出了材料设计原理,构建了磁场增强光催化的材料体系。将磁场对电荷的洛伦兹力和对电子自旋极化的调控,应用在光生载流子分离过程中,实现抑制光生载流子的复合和增强其输运,进而实现了光催化性能的提升。作为非接触式的外场调控体系,对高性能的光催化材料体系的构建和拓展,提供了一定的指导意义。
常小靖[2]（2021）在《Ti-Zr-Si复合催化剂的制备及其光催化性能研究》文中进行了进一步梳理半导体光催化技术是一种环境友好型的解决环境污染的手段,但是随着科技的发展,有机污染物成分越来越复杂,单一的光催化技术难以满足实际的需求。研究者发现使用吸附-光催化联用技术协同降解污染物,是一种颇具潜力的手段。SiO2不仅是一种优异的吸附剂,还可以作为催化剂的载体,若将SiO2与光催化活性高的催化剂复合,可设计出集高效吸附和光催化性能于一体的催化材料,这对改善环境污染问题十分有意义。另一方面,通过结构修饰提高催化材料的比表面积和对光的吸收是优化其吸附-光催化性能的有效途径。本文利用成本低的正硅酸乙酯和八水氧氯化锆试剂分别为硅源和锆源,选用溶胶-凝胶法制备出吸附性能突出的ZrO2-SiO2复合粉体（B-S）;以硫酸钛为钛源在ZrO2-SiO2复合粉体中引入TiO2,得到了具有吸附-光催化性能的TiO2-ZrO2-SiO2三相复合粉体（T-S）,改善了 B-S复合粉体的光催化性能;利用溶胶-凝胶法的优势制备出双层TiO2-ZrO2-SiO2复合粉体（D-T-S）,来进一步提高T-S的吸附-光催化活性;引入反蛋白石特殊结构,制备出具有大比表面积的反蛋白石结构SiO2@TiO2-ZrO2-SiO2复合物。采用多种表征方法分析所制备样品的物相组成、结晶度、形貌、所含化学键种类和光电性能等,同时通过罗丹明B（RhB）的降解效果评估样品的吸附-光催化能力。探索了一系列制备工艺因素对所制备粉体的吸附-光催化性能的影响规律;并结合测试分析结果对不同体系的粉体提出了可能的吸附-光催化作用机理。主要结果如下:（1）采用Sol-gel法成功制备出了不同形貌特征的ZrO2-SiO2粉体,其吸附性能突出,但光催化活性低,不能完全降解表面所吸附的Rh B分子。当n（Si）:n（Zr）=4,煅烧温度为800℃时,制备的粉体对Rh B的去除率最高,为90.4%,其中暗反应阶段（90min）吸附率达到78%,紫外光照射20min后光催化降解率仅为12.4%;其禁带宽度Eg=4.7 eV;吸附反应阶段可用准二级动力学方程和Langmuir等温模型进行描述。（2）制备的TiO2-ZrO2-SiO2粉体具有良好的吸附-光催化性能,且其降解RhB是吸附-光催化协同作用的结果。与ZrO2-SiO2粉体相比,TiO2-ZrO2-SiO2粉体中ZrTiO4相和Ti-O-Zr键的产生提高了光催化活性。引入协同因子β评估吸附和光催化性能之间的关系,结果表明在去除Rh B过程中吸附和光催化性能之间有明显的协同增强作用。采用聚苯乙烯（PS）模板剂对TiO2-ZrO2-SiO2复合催化剂进行结构修饰,目的是增大其比表面积,结果表明经过低温预烧有利于PS去除的更彻底,但是PS去除在过程中会影响主体光催化材料的结晶,而且残留在催化材料表面的有机基团会使样品呈疏水性,不利于提高催化材料的吸附效率。（3）结合溶胶-凝胶法的优势制备出了兼具吸附-光催化双功能的双层结构TiO2-ZrO2-SiO2复合光催化剂。相比较于单层TiO2-ZrO2-SiO2复合粉体,当二次煅烧温度为500℃时所制备的双层结构TiO2-ZrO2-SiO2复合粉体的吸附率和光催化降解速率常数分别提高了 36%和57%;吸附性能提高归因于外层的碳的生成,光催化性能提高一方面归因于氧空位的生成有利于光生载流子的分离,另一方面归因于外层和内层之间的电子密度变化形成的强相互作用的界面区,提高了光生电子的转移,促进了光催化活性;·OH、·O2-和h+活性物种都在光催化过程中起重要作用。（4）采用模板法和溶胶-凝胶法相结合,制备出了结构完整的反蛋白石结构SiO2模板@TiO2-ZrO2-SiO2复合催化剂。结果表明,所制备的三维有序多孔结构催化剂耦合了反蛋白石结构SiO2模板优异的吸附性能和TiO2-ZrO2-SiO2粉体优异的光催化性能,暗反应10 min即可达到吸附最大值,经过可见光照射后可实现重复利用;特殊的孔道结构有利于污染物分子的输入和分解后的小分子的输出,同时光在这种特殊结构中不仅会发生多重散射,还会在独立的腔体内发生反射,提高了催化剂对光的吸收和利用,吸附和光催化过程相互作用极大地提高了催化剂处理污染物的效率。
刘田田[3]（2021）在《TiO2-SiO2光子晶体光催化材料的改性及其性能研究》文中研究指明TiO2是研究最为广泛的光催化材料之一,但单一 TiO2自身结构和能带的限制导致其光催化效率有限,制约了其实际应用。因此,目前关于TiO2的研究主要集中于如何提高其光催化降解性能,传统方法如采用半导体复合、贵金属负载、掺杂等方式虽均能提高TiO2光催化性能,但主要是针对光吸收、电子激发转移过程做出调控,因而提升效果有限。TiO2光催化过程实际上涉及光响应吸收、电子激发、转移和利用过程以及光催化反应传质与输运等诸多复杂环节,因而进一步提高TiO2光催化性能需要从多个层面综合考虑。研究表明,增大材料的比表面积和多孔结构的构筑不仅可以有效增加光催化活性位点以增强光催化反应进程,而且能够大大提高电子利用率避免电荷积聚。特别是在光催化材料中引入“光子晶体”结构,能够因其特殊的周期性结构产生的慢光子效应、多重散射效应等实现光调控增强光利用率,从而提高材料光催化性能。本文以溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2作为基础研究对象,从光吸收、电子转移和光催化反应传质等方面出发,利用电子结构调控和材料结构设计等多重手段以期调控增强TiO2-SiO2光催化性能;在前驱体中引入硝酸铜制得了Cu2+掺杂TiO2-SiO2复合粉体;采用模板浸渍法合成了具有光子晶体结构的多孔Cu2+掺杂TiO2-SiO2光催化剂;采用垂直沉积法制备了 SiO2光子晶体-Cu2+掺杂TiO2-SiO2复合膜光催化材料。通过XRD、SEM、FT-IR、UV-vis、PL、XPS、EIS、M-S等测试对样品的晶相、形貌、结构组成、禁带宽度、光电性能等进行分析,并以罗丹明B（RhB）为目标污染物,研究了其在可见光下的光催化性能,并对其光催化反应增强机理进行了探索。主要结果如下:（1）采用溶胶凝胶法制备了具有吸附和光催化协同作用的TiO2-SiO2粉体。nTi:nsi、水浴温度和煅烧温度改变使得TiO2-SiO2形貌发生变化,影响光催化降解效率。SiO2能够抑制TiO2-SiO2光催化剂中TiO2颗粒的生长,降低结晶温度,细化晶粒、避免团聚,提高TiO2分散性,增多表面活性位点,为加快光催化降解反应提供基础。当nTi:ns,=1:3时,80℃水浴制备的TiO2-SiO2样品在暗反应60 min已吸附43.70%RhB,可见光光照60 min时对RhB的降解率已达98.37%。（2）以硝酸铜为铜源,制备了不同Cu2+掺杂含量的Cu2+掺杂TiO2-SiO2粉体。与未掺杂Cu2+相比,适量掺杂Cu2+的样品在可见光照射下光催化性能得到明显提高。微量Cu2+掺杂提高了 TiO2-SiO2结晶,促进TiO2粒子的生长,减少缺陷;降低了 TiO2-SiO2的禁带宽度、提高光吸收能力,抑制电子-空穴对的复合。随Cu2+掺杂含量增加,样品光催化性能先增大后减弱,Cu2+掺杂含量为1%时,光催化性能最好。（3）以两种不同模板浸渍溶胶的方法制备了反蛋白石光子晶体结构的多孔Cu2+掺杂TiO2-SiO2光催化剂。通过控制工艺条件使用两种模板均可获得具有有序孔结构的光子晶体结构Cu2+掺杂TiO2-SiO2光催化剂,相比无孔结构Cu2+掺杂TiO2-SiO2,吸附能力提高了约30%,且电子-空穴对复合率降低,表面电荷传输加快。SiO2反结构@Cu2+掺杂TiO2-SiO2催化剂结构有序性、完整性和稳定性更好,且不会因为有机物燃烧影响结晶。具有该有序孔结构的催化剂有效增加了比表面积、加速传质过程,同时因光子晶体的慢光子效应提高了光吸收利用率,因而兼具强吸附能力和催化降解性能,大大加快了污染物降解效率。（4）通过在玻璃片上制备了不同带隙位置、不同厚度的SiO2光子晶体,并插入Cu2+掺杂TiO2-SiO2溶胶中制得SiO2光子晶体-Cu2+掺杂TiO2-SiO2复合膜。光子晶体可以通过带隙反射作用、慢光子效应提高Cu2+掺杂TiO2-SiO2膜光吸收率,提高光催化性能。光子带隙位置在Cu2+掺杂TiO2-SiO2吸收边附近的复合膜光催化性能最好。随光子晶体结构周期数增大,反射光作用越强,但结构周期数达到某一临界值时光催化活性不再提高。SiO2光子晶体的光局域作用存在于光子晶体与Cu2+掺杂TiO2-SiO2膜之间,且有一定的作用范围,Cu2+掺杂TiO2-SiO2膜距离SiO2光子晶体层越远,光子晶体增强Cu2+掺杂TiO2-SiO2膜光催化效果越差。
黑喜平[4]（2021）在《异质钨酸铋复合光催化剂的制备及其光催化性能研究》文中认为Bi2WO6具有合适的带隙宽度和特殊的层状结构,在治理有机污染物方面具有很大的潜力。但是,较低的可见光利用率及光生载流子的复合抑制了其光催化活性。目前,研究者主要围绕光吸收范围和载流子迁移对其改善,进而提高光催化效果。构建合理能带结构的复合材料,使其具有一定的结构特性从而改善其光催化性能。基于此,本文对Bi2WO6进行改性研究,选用硝酸铋和钨酸铵分别作为铋源和钨源,利用溶胶-凝胶法制备了结构稳定的Bi2WO6粉体,再结合光还原法成功制备了 Ag负载Bi2WO6的复合材料;通过以SiO2反蛋白石光子晶体作为结构框架,结合浸渍的方法合成了具有多孔结构的Bi2WO6-SiO2复合粉体;利用原位煅烧法制备出g-C3N4-Bi2WO6光催化材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外和荧光等表征手段对光催化剂的物质组成、形貌及结构、荧光强度等进行分析,通过可见光降解水体中的罗丹明B（RhB）的实验测试其光催化性能,并且利用捕获实验等对光催化降解机理进行了探索。研究了不同工艺因素对Ag-Bi2WO6、Bi2WO6-SiO2及g-C3N4-Bi2WO6光催化性能的影响。主要结果如下:（1）采用溶胶-凝胶法成功合成了 Bi2WO6粉体,再通过光还原法合成了 Ag-Bi2WO6复合材料。当硝酸银溶液浓度为0.01mol/L、体积为3 mL制得的Ag-Bi2WO6复合材料比纯相Bi2WO6光催化性能提高了 0.82倍。光催化性能改善的原因一方面归因于Ag与Bi2WO6之间形成了异质界面,使光生载流子的分离得到有效改善。另一方面由于Ag颗粒存在表面等离子体共振效应可将光激发产生的电子转移到催化剂表面与吸附O2结合,产生具有强氧化能力的O2-,使光催化性能得到了大幅度的提升。（2）使用浸渍法将Bi2WO6前驱体溶液填充到反蛋白石结构SiO2框架中,合成了具有良好吸附性能和光催化性能的Bi2WO6-SiO2复合粉体。系统研究了浸渍时间、煅烧温度和保温时间等工艺参数对材料光催化性能的影响。当浸渍时间为10 min,750℃下煅烧4 h所得粉体的光催化性能最佳,在可见光照射120 min对RhB降解率达99.43%。反蛋白石SiO2改善了 Bi2WO6的团聚现象,扩大比表面积,有利于提高对污染物的吸附性。同时反蛋白石光子晶体的慢光子效应和光子局域效应有效提高了 Bi2WO6对可见光的利用效率,从而提高了光催化性能。（3）首先采用高温缩合法制备出g-C3N4,然后利用简单的原位煅烧法制备了 g-C3N4-Bi2WO6异质光催化材料。当g-C3N4添加量为0.08 g时,300℃下煅烧1h合成的g-C3N4-Bi2WO6光催化剂对RhB的降解率最高,在可见光照射120min下降解率达98.1%。复合材料光催化性能提高的主要原因是g-C3N4与Bi2WO6形成了直接Z型异质结构,从而有效提高了复合材料的氧化还原能力。
郝淳林[5]（2020）在《炭吸附二氧化钛基材料的制备及其光催化降解水中污染物的性能研究》文中进行了进一步梳理随着社会经济发展,由能源过度消耗带来的诸多环境问题（如废水的处理,空气的净化等）受到了全世界政府和专家学者广泛关注。目前,废水处理的方式多种多样,其中应用最为广泛的是膜分离技术,但这项技术存在单独选择性分离,稳定性差,且膜面易被污染等问题。而半导体光催化氧化技术因其催化效率高,反应条件温和,操作简便,非选择性地降解水中污染物等优点,得到了人们的密切关注。在各种半导体催化剂中,二氧化钛（TiO2）相对较高的量子产率,便宜和较高的稳定性等优点已被证明是光催化剂中用途最广泛的材料。然而,TiO2具有高的载流子复合率,并且在可见光范围内没有响应的弊端制约其进一步的应用。因此寻求具有较高转换效率的新型半导体光催化材料或对TiO2半导体改性均具有重要的经济意义和环保意义。（1）采用炭吸附沉淀法,以钛酸异丙酯和乙酸锌为原料,制备ZnO/TiO2纳米复合粉体;以钛酸异丙酯和硅酸乙酯为原料,制备SiO2/TiO2纳米复合粉体;以钛酸四丁酯和醋酸镧为原料,制备La2O3/TiO2纳米复合粉体。采用热重分析仪（TG-DTA）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、紫外可见分光光度计（UV-VIS）等手段对其结构性能进行表征。结果表明:在制备过程中加入炭黑,有效地阻止了粉体在制备、干燥及焙烧过程的团聚和烧结,制得的粉体结晶度高、颗粒均匀,分散性好。（2）选择甲基橙（MO）水溶液通过降解效果来评估制备的纳米复合粉体光催化活性。结果表明:在煅烧温度为600℃,炭吸附沉淀法制备的ZnO/TiO2复合粉体,晶粒尺寸最小,为24 nm,比表面积最大,为80.35 m2/g,且在紫外光照射下60 min后,光催化MO降解率最好,为96%,是普通沉淀法制备的ZnO/TiO2的6倍多;炭吸附沉淀法制备的SiO2/TiO2复合粉体,在600℃焙烧得到的粉体,平均晶粒尺寸为12 nm,比表面积为80.32 m2/g,在紫外光照射下50 min后MO几乎完全分解,降解率高达98%,是纯TiO2作为催化剂降解率的4倍多;炭吸附沉淀法制备的La2O3/TiO2复合粉体,在600℃煅烧后光催化效果最好,且在可见光照射60 min后,MO的降解率为92.25%,是普通沉淀法制得La2O3/TiO2的3倍多,光催化活性显着提高。
刘雯雯[6]（2020）在《石墨烯及石墨烯-二氧化钛复合材料的制备及性能研究》文中指出二氧化钛（TiO2）是目前使用较多的光催化剂,对自然光的利用率低,一般以粉末状存在,易流失、循环利用性弱。因此,要使TiO2大规模工业化应用,必须将TiO2进行改性以及高效、稳固的负载。石墨烯（GR）的光学、电学、力学特性优异且比表面积大,将其与TiO2复合可以降低TiO2的禁带宽度,促进电子的迁移,增强TiO2的光催化活性;将石墨烯-二氧化钛复合材料进行负载,能有效克服粉体易聚集、难回收的问题。基于以上研究背景,本研究首先以鳞片石墨为原料,以胆酸钠（NaC）为插层剂,制备少层、较少缺陷的GR,研究了剪切速度对GR剥离效果的影响;然后以GR和锐钛矿纳米TiO2为原料制备了GR-TiO2复合材料,研究了简单搅拌、超声处理、水热反应3种不同方法制备的GR-TiO2复合材料的光催化性能;在此基础上选用不同基底不同粘结剂制备GR-TiO2膜,考察了不同基底不同粘结剂对GR-TiO2膜性能的影响,并对获得膜的光催化性能进行了测试。主要研究结果如下:（1）采用高速剪切法制备了GR,经过拉曼、SEM、红外（FT-IR）等一系列测试表征分析得出:鳞片石墨在有胆酸钠的水溶液中经高速剪切剥离后可制备出GR,其中,鳞片石墨与NaC的比例为3:1,转速为9000r/min,剪切时间为1h,所制备的GR的浓度约为0.059mg/mL,层数大部分为2层,轻薄聚拢的纱状形貌,边缘各处存在一定卷曲。（2）以GR与纳米TiO2为原料制备GR-TiO2复合材料。通过分析表征及光催化模拟实验得出:GR与TiO2复合后被部分含氧集团被还原,GR的掺杂使GR-TiO2的吸收边发生红移,对可见光的吸收显着增强,提高了对可见光的利用率。（3）采用3种不同基底、3种不同粘结剂制备GR-TiO2膜,分别讨论了不同基底和粘结剂的掺入量对成膜效果及光催化性能的影响。通过表面形貌、负载量、牢固程度、光催化效果几方面的对比分析得出:以PDA为粘结剂,以PET为基底,制备出的GR-TiO2复合材料光催化效果最好,整体降解率达到89%,单位面积的降解率达到3.56%,远远高于其他。PET的透光性能优异,且与复合材料的结合牢固,PDA也能促进光生电子迁移,与GR共同作用提高了TiO2的光催化性能。（4）在确定最佳粘结剂和基底的情况下,通过3种不同的工艺进行制备GR-PDA-TiO2复合膜,分别讨论了不同工艺及负载量对其光催化特性的影响,得出最佳制备工艺是:400mgTiO2,10mgDA,50mLGR溶液,调节pH为8.5,90℃下400r/min加热搅拌3h,取其产物过滤清洗烘干后溶于无水乙醇,浓度为10mg/mL,喷涂于PET基底上,平均负载量为0.596mg/cm2。其对甲基橙的降解率达到78%,负载量的不同对其光催化性能影响较大,在一定范围内,负载量对其光催化性能有促进作用,当负载量过多时,下层的GR-PDA-TiO2会被遮挡,导致光催化活性降低。
韩铜楹[7]（2020）在《氧化钛/电气石溶胶与多孔陶瓷涂层的制备及其光催化性能研究》文中认为发展光催化技术可有效应对化石能源枯竭和环境污染问题。在诸多光催化材料中,半导体TiO2具有活性高、成本低、无二次污染等优势,是一种降解有机污染物的环境友好型绿色材料。将TiO2负载在陶瓷砖上得到自清洁功能陶瓷,在环保领域有广阔的发展前景。陶瓷表面可利用TiO2光降解作用达到净化空气、杀菌目的。但TiO2涂层的光量子效率较低、仅响应紫外光等缺点阻碍了自清洁陶瓷的应用。因此,调控TiO2结构,扩宽其光响应范围,开发高效的TiO2涂层对推进自清洁陶瓷的应用具有重要理论意义和实用价值。基于此目的,采用天然电气石与TiO2进行复合,利用电气石自发极化电场,提高TiO2的光催化活性,以制备高活性的自清洁陶瓷。本论文以钛酸丁酯为钛源,以含有异丙醇、冰乙酸的水溶液为溶剂,调节p H约为2,采用溶胶-凝胶法制备了稳定的单组份纳米TiO2和双组分电气石-TiO2溶胶。以多孔陶瓷砖为基体,采用喷涂的方法制备了纳米TiO2和电气石-TiO2的自洁陶瓷涂层。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱分析（FT-IR）、光致发光光谱（PL）和紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis）等测试技术对样品物相、形貌和光吸收性能进行分析,以罗丹明B溶液为模拟污染物,评价电气石-TiO2复合样品的光催化降解有机物的能力,研究热处理温度、时间、电气石掺杂量以及溶胶涂覆量等制备工艺对TiO2涂层的光催化性能的影响。单组分TiO2溶胶涂层研究结果表明:在450°C热处理2 h时,涂覆量为2.5g m-2时,TiO2的光催化活性最高,在UV-Vis光照60 min对罗丹明B溶液的降解率可达80%。根据表征结果,催化剂呈现锐钛矿TiO2物相,随着热处理时间的继续增加,TiO2晶粒尺寸变大,TiO2比表面积减小,TiO2光催化活性降低。将TiO2溶胶涂覆在陶瓷表面得到自清洁陶瓷,随着涂覆量的增加,TiO2陶瓷涂层的光催化活性先增加再降低。并且,研究了自清洁陶瓷在空气净化方面对室内有害气体甲醛、氨等气体的净化。在紫外灯照射24 h后,室内空气中甲醛的去除率达到94.4%,对氨的去除率达到了90%,说明制备的TiO2溶胶具有较好的实用性。双组分电气石-TiO2复合催化剂研究结果表明:与纯TiO2相比,电气石-TiO2复合样品的光催化活性均具有不同程度的提高。当电气石掺杂量为20%时,催化剂表现出最优异的降解效果,UV-Vis光照60 min,降解率达到98.7%。表征分析表明,催化剂主要呈现锐钛矿TiO2物相,大尺寸基体与纳米颗粒紧密结合。随着电气石掺杂量的增加,TiO2结晶度下降,光催化活性先升高再降低。说明一定含量电气石的加入可提升TiO2的光催化活性。原因是电气石的自发极化电场可有效抑制TiO2光生电子和空穴的再复合,并使TiO2的紫外-可见漫反射吸收边发生红移,从而提高复合光催化剂的光催化活性。
孙宝[8]（2020）在《TiO2基光催化剂的制备及其在水泥基材料中应用的研究》文中指出TiO2作为一种新型半导体材料,其具有价格便宜、没有毒性、制备工艺简单、化学稳定性好、光催化活性较高等优良特点,使TiO2被应用于各个领域。但是,TiO2由于禁带宽度较大,其光催化反应只能发生在紫外光区域,且TiO2在光催化反应过程中产生的电子-空穴对容易发生复合。本文通过以下三个方面对TiO2光催化剂进行制备,使TiO2光催化剂光谱响应范围向可见光扩展,同时将TiO2光催化剂应用于水泥基材料中。（1）以偏高岭土、Ti（SO4）2和尿素为原料,采用均匀沉淀法制备了不同煅烧温度和不同TiO2负载量的TiO2/偏高岭土复合粉,利用x射线衍射和扫描电子显微镜对TiO2/偏高岭土复合粉的结构及表面形貌进行了表征,并以模拟太阳光为光源,甲基橙为目标降解物,对其光催化活性进行了研究,将催化性能好的TiO2/偏高岭土复合粉与水泥石表面结合制备了具有光催化性能的水泥基材料。（2）以硫酸铁、硫酸钛、尿素、聚乙二醇为原料,采用共沉淀-均匀沉淀法制备了纳米Fe/TiO2复合粉,利用XRD和SEM对Fe/TiO2复合粉的结构及形貌进行了表征,并以模拟太阳光为光源,甲基橙为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。将高催化性能的Fe/TiO2复合粉与水泥石表面结合制备了具有光催化性能的水泥基材料。（3）以Ti（SO4）2和尿素为原料,采用均匀沉淀法以及不同煅烧温度制备了TiO2/g-C3N4复合材料。利用XRD和SEM对g-C3N4和TiO2/g-C3N4复合材料的结构及形貌进行了表征,并以模拟太阳光为光源,甲基橙为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。将高催化性能的TiO2/g-C3N4复合材料与水泥石表面结合制备了具有光催化性能的水泥石。通过以上研究得出如下结论:（1）500℃条件下煅烧的TiO2/偏高岭土复合粉的光催化性能最好,模拟太阳光光照4 h降解率达到93.39%;Ti（SO4）2浓度为0.3 mol/L和0.5 mol/L时所得TiO2/偏高岭土复合粉光催化效果较好。偏高岭土中的杂质元素将TiO2的光催化反应范围扩展到可见光区域范围。煅烧温度为500℃,硫酸钛浓度为0.3 mol/L的40%TiO2/偏高岭土复合粉替代水泥制备的TiO2/偏高岭土水泥基材料在模拟太阳光条件催化降解甲基橙溶液8个小时降解率达到70%以上。（2）Fe掺量在0.6%和0.9%的Fe掺杂TiO2复合粉体具有较强的光催化性能,在模拟光照（500 W氙灯）条件下降解甲基橙溶液,2 h即可达到90%以上,光催化活性较高,Fe掺量在0.6%的Fe掺杂TiO2复合粉体三次循环后依然具有较好的光催化性能。0.6%Fe掺杂TiO2水泥基材料在模拟太阳光条件催化降解甲基橙溶液7小时降解率能达到72.5%。（3）在300℃和400℃条件下煅烧制备的TiO2/g-C3N4复合材料具有牢固异质结,而在500℃条件下煅烧产生N掺杂的TiO2。其中400℃条件下煅烧所得TiO2/g-C3N4复合材料的光催化性能最好,模拟太阳光光照60min降解率达到91%。通过拟合计算,发现400℃条件下TiO2/g-C3N4复合材料的光催化速率最快。与400℃TiO2/g-C3N4复合材料结合的水泥石也具有较好的光催化降解性能,模拟太阳光光照240min降解率可达到90%以上。
李斌[9]（2020）在《BiVO4的晶面修饰及光催化性能研究》文中认为半导体光催化技术在解决环境污染和能源短缺问题上,具有广阔的应用前景。其中暴露活性晶面的BiVO4不仅其能够响应可见光且具有较窄的禁带宽度,而且不同晶面之间形成表面异质结,促进了载流子在表面的迁移。但是暴露活性晶面BiVO4依然存在电子空穴对容易在体内复合,较低的还原电势等问题。本课题通过改变入射光的能量制备出不同Ag颗粒尺寸的Ag/（010）BiVO4光催化剂。通过水热法和光沉积法分别构建了 TiO2/BiVO4直接型Z型异质结,Ag/TiO2/BiVO4间接型Z型异质结和Ag/BiVO4/MnO)x多级界面异质结。增强了半导体的光响应范围,提高了载流子的分离。主要结论如下:（1）通过改变入射光的能量,制备出Ag负载在BiVO4（010）晶面的肖特基异质结。不同的入射光使Ag在BiVO4（010）晶面颗粒尺寸不同,紫外光下沉积的颗粒状Ag最多且最大,可见光下沉积的颗粒状和棒状Ag最少且最小;Ag表面等离子体效应和界面处形成肖特基结,促进了载流子的分离,从而提高光催化活性。（2）通过水热法合成TiO2/BiVO4直接Z型异质结光催化剂。由于功函数的不同,TiO2的电子流向BiVO4,使得两者由Ⅰ型异质结转变成Ⅱ型异质结,继而转变成直接型Z型异质结。不仅能够促进电子空穴对的分离,而且保持较强的氧化还原能力。其中15%TiO2/BiVO4复合光催化剂在模拟太阳光照射180min后对罗丹明B的去除率能达到74.7%,是纯BiVO4的2.83倍。（3）通过两步光沉积法制备Ag/TiO2/BiVO4间接Z型异质结光催化剂,将Ag和TiO2沉积于BiVO4的表面。贵金属Ag的SPR效应将响应范围扩展至近红外光,同时Ag由于其良好的导电性,作为TiO2和BiVO4两种半导体之间的电荷转移的桥梁,形成以Ag为媒介的间接型Z型异质结,提高了电子空穴的分离率。20%Ag/TiO2/BiVO4光催化剂在模拟太阳光照射180min后对罗丹明B的去除率能达到86.16%,是纯BiVO4的3.26倍。（4）在紫外光照下,非晶态MnOx和金属Ag依次沉积在BiVO4的（110）和（010）晶面,形成Ag/BiVO4/MnOx光催化剂。在Ag/BiVO4/MnOx光催化剂中成功构建了多级界面异质结,在p-n结、表面异质结和肖特基结的界面上形成三个同向的内建电场,三个电场共同作用促进光生载流子的迁移并抑制电子-空穴对的复合。等离子体Ag具有LSPR效应,不仅能够提高光吸收,而且能够产生局部磁场,与多级界面异质结产生的电场协同作用提高光催化活性。在可见光下,Ag/BiVO4/MnOx光催化剂对RhB的去除率高达96.5%,是纯相BiVO4的5.9倍。
吴鹏宏[10]（2020）在《TiO2-SiO2体系超材料的制备及其光催化性能》文中研究说明二氧化钛（TiO2）是重要的无机功能材料之一,其与SiO2的复合有助于得到多种形貌的TiO2-SiO2复合材料。在光催化领域,TiO2-SiO2复合材料形成的钛硅复合界面结构能有效提升钛硅复合光催化材料的性能。但是,由于TiO2其自身的结构、性质导致其对光的利用率较低,限制了其光催化作用。目前,制备出具备有不同复合类型方式的TiO2-SiO2复合材料使其具备有一定的结构特性是改善其光催化性能的有效途径之一。另一方面,光子晶体因其特殊的形貌特征具备有干涉光子运动行为的特点,将其特殊的结构引入光催化材料,可有效提高光的吸收利用,从而提高其光催化性能。本文以光子晶体结构为基础开展研究,通过以聚苯乙烯胶体光子晶体为模板,采用溶胶填充制备得到SiO2反蛋白石结构薄膜,并以三氯化钛为钛源、十二烷基硫酸钠为添加剂、去离子水为溶剂,结合水热法,成功制备了SiO2-TiO2异质复合结构薄膜;采用溶胶-凝胶法得到了 TiO2-SiO2复合前驱体,并以聚苯乙烯胶体光子晶体为模板制备了 TiO2-SiO2反蛋白石结构;通过以SiO2反蛋白石结构为骨架,结合溶胶-凝胶法制备得到SiO2反蛋白石框架@TiO2-SiO2复合结构。采用多种测试手段对样品的微观形貌、晶相结构、漫反射光谱等进行表征,并使用罗丹明B（RhB）为模拟污染物,模拟真实环境下光催化剂降解污染物的过程,对其光催化性能进行表征及机理分析。研究探索了不同工艺因素对SiO2-TiO2异质复合结构薄膜光催化性能的影响;分析了不同聚苯乙烯光子晶体模板、煅烧温度等因素对TiO2-SiO2反蛋白石结构光催化性能的影响规律;研究了反蛋白石结构孔径、煅烧温度等因素对SiO2反蛋白石框架@TiO2-SiO2复合结构光催化性能的影响;并针对不同体系材料的光催化机理进行了探索。主要结果如下:（1）将SiO2反蛋白石结构薄膜与水热法相结合,成功制备出了具备有不同形貌特征的SiO2-TiO2异质复合结构薄膜。通过控制反应条件,探索了异质复合结构薄膜的生成过程。当水热温度为180℃、水热时间为2 h时,制备出的样品在紫外灯照射30 min后,在少量TiO2作用下实现对Rh B的降解达到88.22%。其光催化性能的提高得益于生长得到的凹型多孔结构,该形貌有效促进了反应物质的交换并提高了薄膜对光的利用率。（2）通过控制聚苯乙烯微球的制备温度,制备得到具备有不同粒径的胶体微球,并结合溶胶-凝胶法制备得了具有不同孔径大小的TiO2-SiO2反蛋白石结构粉体。TiO2-SiO2与反蛋白石结构光子晶体的结合,有效改善了 TiO2-SiO2复合粉体的团聚现象,增加了其对空间结构的利用率。当TiO2-SiO2反蛋白石结构的孔径大小处在130 nm～190 nm之间时,其粉体的光催化性能得到有效提高,而当孔径过小时,强度降低不易于构筑反蛋白石结构,同时其理论光子带隙位置与其电子带隙不匹配,导致其光催化性能降低。（3）以SiO2反蛋白石结构为骨架,结合溶胶-凝胶法成功得到了具备有良好的吸附性能和良好的催化性能的SiO2反蛋白石框架@TiO2-SiO2复合结构。通过控制SiO2反蛋白石结构孔径大小以及煅烧温度、时间等因素,能够得到具备有良好三维有序多孔结构的复合产物,通过将吸附性能突出的SiO2与具备有良好光催化性能的TiO2-SiO2结合,得到的产物同时具备了这两种材料的优势之处,大大加快污染物的降解效率,另外结合反蛋白结构可以有效降低粉体的团聚现象,并且提高样品对光的利用率。
二、TiO_2粉体的光谱特性与光催化性能的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、TiO_2粉体的光谱特性与光催化性能的研究（论文提纲范文）
（1）磁场调控光生载流子的分离及高效光催化材料（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化反应的基本作用原理 |
| 1.2.1 光催化反应的作用机理 |
| 1.2.2 光催化材料的主要分类 |
| 1.2.3 光催化反应的主要应用 |
| 1.3 提高光催化材料光生载流子分离效率的主要途径 |
| 1.3.1 异质结构内建电场调控光生载流子的分离 |
| 1.3.2 外场调控光催化材料光生载流子的分离 |
| 1.4 选题依据与主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 洛伦兹力调控光生载流子分离与磁场辅助光催化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 实验样品的制备 |
| 2.2.4 材料的表征 |
| 2.2.5 实验样品的光催化性能测试 |
| 2.2.6 实验样品的光电化学测试 |
| 2.2.7 第一性原理计算 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 洛伦兹力调控二氧化钛(TiO_2)纳米带光生载流子分离 |
| 2.3.2 “内建电场-磁场”协同作用调控光生载流子分离 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 电磁感应原位微电场的构建及磁场对纳米复合结构光催化材料的载流子调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 实验样品的制备 |
| 3.2.4 材料的表征 |
| 3.2.5 实验样品的光催化性能测试 |
| 3.2.6 实验样品的甲酸脱氢催化性能测试 |
| 3.2.7 实验样品的光电化学测试 |
| 3.2.8 第一性原理计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 电磁感应原位微电场对半导体光生载流子分离的调控 |
| 3.3.2 电磁感应原位微电场对金属等离激元效应热电子产生与输运的调控 |
| 3.4 本章结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 磁场调控铁磁半导体电子自旋极化增强光生载流子的分离 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 实验样品的制备 |
| 4.2.4 材料的表征 |
| 4.2.5 不同样品的光电化学测试与分析 |
| 4.2.6 第一性原理计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 不同铁磁性ZnFe_2O_4(ZFO)的物相结构与形貌分析 |
| 4.3.2 在磁场作用下样品的光电催化分解水析氧反应(OER)性能讨论 |
| 4.3.3 磁场作用下ZFO样品OER性能提高的机理讨论 |
| 4.3.4 磁场作用下铁磁性ZFO电子自旋极化对光生载流子分离的影响 |
| 4.4 本章结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 结论 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 需要进一步研究的问题 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录及参与的科研项目 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）Ti-Zr-Si复合催化剂的制备及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 有机废水的处理方法 |
| 1.2.1 吸附法 |
| 1.2.2 半导体光催化法 |
| 1.2.3 多技术协同处理法 |
| 1.3 光催化材料的研究概况 |
| 1.3.1 TiO_2基复合光催化剂 |
| 1.3.2 ZrO_2-TiO_2复合光催化剂 |
| 1.3.3 ZrO_2-SiO_(2-)TiO_2复合光催化剂 |
| 1.4 光子晶体及其在光催化应用领域的研究进展 |
| 1.4.1 光子晶体概述 |
| 1.4.2 反蛋白石结构光子晶体材料的制备 |
| 1.4.3 反蛋白石结构光子晶体光催化剂的研究进展 |
| 1.5 课题研究内容与创新点 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 创新点 |
| 2 ZrO_2-SiO_2粉体的制备及其吸附和光催化性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 实验样品的制备流程 |
| 2.2.3 材料的表征方法及其测试手段 |
| 2.2.4 吸附实验 |
| 2.2.5 光催化性能表征 |
| 2.3 ZrO_2-SiO_2粉体的表征与讨论 |
| 2.3.1 ZrO_2-SiO_2粉体的晶相分析及其影响因素 |
| 2.3.2 FT-IR分析 |
| 2.3.3 ZrO_2-SiO_2复合粉体的形貌分析 |
| 2.3.4 UV-Vis光谱结果分析 |
| 2.3.5 ZrO_2-SiO_2粉体的光催化性能分析 |
| 2.3.6 ZrO_2-SiO_2粉体的吸附性能分析 |
| 2.4 ZrO_2-SiO_2复合粉体的光催化机理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 TiO_2-ZrO_2-SiO_2粉体的制备及其吸附和光催化性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 实验样品的制备流程 |
| 3.2.3 材料的表征方法及其测试手段 |
| 3.2.4 光催化性能测试 |
| 3.3 TiO_2-ZrO_2-SiO_2粉体的表征及讨论 |
| 3.3.1 TiO_2-ZrO_2-SiO_2复合粉体的晶相分析及其影响因素 |
| 3.3.2 TiO_(2-)ZrO_(2-)SiO_2复合粉体的形貌分析 |
| 3.3.3 FT-IR结果与分析 |
| 3.3.4 Raman结果分析 |
| 3.3.5 XPS结果分析 |
| 3.3.6 荧光结果分析 |
| 3.3.7 UV-vis光谱结果分析 |
| 3.3.8 阻抗结果与分析 |
| 3.3.9 TiO_2-ZrO_2-SiO_2复合粉体的光催化分析及其影响因素 |
| 3.3.10 TiO_2-ZrO_2-SiO_2复合体系的协同效应 |
| 3.3.11 TiO_2-ZrO_2-SiO_2粉体的吸附-光催化协同性能循环稳定性 |
| 3.3.12 TiO_2-ZrO_2-SiO_2粉体的吸附-光催化机理分析 |
| 3.4 多孔TiO_2-ZrO_2-SiO_2粉体的表征与讨论 |
| 3.4.1 多孔TiO_2-ZrO_2-SiO_2粉体物相表征及讨论 |
| 3.4.2 FT-IR结果与分析 |
| 3.4.3 SEM结果与分析 |
| 3.4.4 UV-vis光谱结果分析 |
| 3.4.5 荧光测试结果分析 |
| 3.4.6 阻抗结果与分析 |
| 3.4.7 不同PS加入量的TiO_2-ZrO_2-SiO_2粉体光催化性能探索 |
| 3.4.8 捕获实验 |
| 3.4.9 循环实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 双层TiO_2-ZrO_2-SiO_2粉体的制备及其吸附和光催化性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 实验样品的制备流程 |
| 4.2.3 材料的表征方法及其测试手段 |
| 4.2.4 光催化性能测试 |
| 4.3 双层TiO_2-ZrO_2-SiO_2粉体的表征与讨论 |
| 4.3.1 双层TiO_2-ZrO_2-SiO_2粉体物相表征及分析 |
| 4.3.2 双层TiO_2-ZrO_2-SiO_2粉体XPS分析 |
| 4.3.3 双层TiO_2-ZrO_2-SiO_2粉体形貌分析 |
| 4.3.4 光学性能分析 |
| 4.3.5 光催化性能分析 |
| 4.3.6 捕获实验结果分析 |
| 4.3.7 循环实验结果分析 |
| 4.4 光催化机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 反蛋白石结构SiO_2@TiO_2-ZrO_2-SiO_2复合催化剂制备及其吸附和光催化性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂与仪器 |
| 5.2.2 实验样品的制备流程 |
| 5.2.3 材料的表征方法及其测试手段 |
| 5.3 反蛋白石结构SiO_2@TiO_2-ZrO_2-SiO_2复合催化剂的表征与讨论 |
| 5.3.1 XRD结果与分析 |
| 5.3.2 形貌结果与分析 |
| 5.3.3 UV-vis光谱结果与分析 |
| 5.3.4 光催化性能探索 |
| 5.3.5 捕获实验 |
| 5.4 反蛋白石结构SiO_2@TiO_2-ZrO_2-SiO_2复合催化剂的光催化机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及专利 |
（3）TiO2-SiO2光子晶体光催化材料的改性及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体光催化技术 |
| 1.2.1 半导体光催化基本原理 |
| 1.2.2 半导体光催化材料的研究进展 |
| 1.3 TiO_2光催化材料 |
| 1.3.1 TiO_2概述 |
| 1.3.2 影响TiO_2光催化活性的因素 |
| 1.3.3 改善TiO_2光催化活性的方法 |
| 1.4 光子晶体在光催化材料中的应用研究 |
| 1.4.1 光子晶体概述 |
| 1.4.2 光子晶体光催化材料的应用研究 |
| 1.5 课题研究内容与创新点 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 创新点 |
| 2 TiO_2-SiO_2粉体的制备及其光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂和仪器 |
| 2.2.2 TiO_2-SiO_2粉体的制备 |
| 2.2.3 材料的分析表征 |
| 2.2.4 光催化性能测试 |
| 2.3 制备条件对TiO_2粉体的影响与分析 |
| 2.3.1 物相结构表征与分析 |
| 2.3.2 微观形貌分析 |
| 2.3.3 光催化性能分析 |
| 2.4 制备条件对TiO_2-SiO_2粉体的影响与分析 |
| 2.4.1 物相结构、组成表征与分析 |
| 2.4.2 微观形貌分析 |
| 2.4.3 光催化性能分析 |
| 2.4.4 UV-vis分析 |
| 2.5 TiO_2-SiO_2光催化反应机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2粉体的制备及其光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂和仪器 |
| 3.2.2 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2粉体的制备 |
| 3.2.3 材料的分析表征 |
| 3.2.4 光催化性能测试 |
| 3.3 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2粉体的表征与讨论 |
| 3.3.1 物相结构、组成表征与分析 |
| 3.3.2 XPS分析 |
| 3.3.3 微观形貌分析 |
| 3.3.4 UV-vis分析 |
| 3.3.5 荧光光谱(PL)分析 |
| 3.3.6 光催化性能分析 |
| 3.4 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2光催化反应机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多孔结构Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2粉体的制备及其光催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品与仪器 |
| 4.2.2 多孔结构Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2粉体的制备 |
| 4.2.3 材料的分析表征 |
| 4.2.4 光催化性能测试 |
| 4.3 多孔结构Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2粉体的表征与讨论 |
| 4.3.1 物相结构、组成表征与分析 |
| 4.3.2 XPS分析 |
| 4.3.3 微观形貌分析 |
| 4.3.4 UV-vis分析 |
| 4.3.5 荧光光谱(PL)分析 |
| 4.3.6 电化学性能分析 |
| 4.3.7 光催化性能分析 |
| 4.4 多孔结构增强Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2光催化性能作用机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2光子晶体薄膜的制备及其光催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验药品与仪器 |
| 5.2.2 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2-光子晶体薄膜的制备 |
| 5.2.3 材料的分析表征 |
| 5.2.4 光催化性能测试 |
| 5.3 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2薄膜的表征 |
| 5.3.1 物相结构与形貌分析 |
| 5.3.2 UV-vis分析 |
| 5.4 SiO_2光子晶体的表征 |
| 5.4.1 SiO_2胶体球的SEM分析 |
| 5.4.2 SiO_2光子晶体的SEM分析 |
| 5.4.3 SiO_2光子晶体的带隙分析 |
| 5.5 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2光子晶体复合膜光催化性能的影响与分析 |
| 5.6 SiO_2光子晶体增强Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2膜光催化性能机理分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文、专利 |
（4）异质钨酸铋复合光催化剂的制备及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Bi_2WO_6光催化剂 |
| 1.3 Bi_2WO_6光催化材料的改性方法 |
| 1.4 课题的研究内容与创新点 |
| 2 Ag-Bi_2WO_6光催化材料的制备及性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料及设备 |
| 2.2.2 Bi_2WO_6光催化材料的制备 |
| 2.2.3 Ag-Bi_2WO_6光催化材料的制备 |
| 2.2.4 光催化材料分析与表征手段 |
| 2.2.5 光催化材料性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 光催化材料物相表征及其微观形貌的表征分析 |
| 2.3.2 光催化材料的光催化性能探索 |
| 2.3.3 Ag负载对Bi_2WO_6粉体的光电化学性质的影响 |
| 2.4 光催化机理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 Bi_2WO_6-SiO_2复合多孔结构的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料及设备 |
| 3.2.2 Bi_2WO_6-SiO_2复合材料的制备 |
| 3.2.3 Bi_2WO_6-SiO_2材料的分析与表征手段 |
| 3.2.4 Bi_2WO_6-SiO_2材料光催化性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Bi_2WO_6-SiO_2催化剂的物相表征 |
| 3.3.2 Bi_2WO_6-SiO_2催化剂的FTIR分析 |
| 3.3.3 Bi_2WO_6-SiO_2催化剂的微观形貌表征 |
| 3.3.4 Bi_2WO_6-SiO_2催化剂的光催化性能的探索 |
| 3.3.5 Bi_2WO_6-SiO_2催化剂的光电化学性质的影响 |
| 3.4 光催化机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 g-C_3N_4-Bi_2WO_6异质光催化剂的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料及设备 |
| 4.2.2 g-C_3N_4-Bi_2WO_6异质光催化剂的制备 |
| 4.2.3 g-C_3N_4-Bi_2WO_6异质光催化剂的表征及性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 物相和组成的表征分析 |
| 4.3.2 催化剂微观形貌的表征分析 |
| 4.3.3 催化剂的光催化性能分析 |
| 4.3.4 g-C_3N_4的引入对Bi_2WO_6粉体的光电化学性质的影响 |
| 4.4 光催化机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文、专利 |
（5）炭吸附二氧化钛基材料的制备及其光催化降解水中污染物的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 纳米半导体材料 |
| 1.1 纳米TiO_2的光催化原理 |
| 1.2 影响TiO_2光催化性能的因素 |
| 1.2.1 TiO_2晶型的影响 |
| 1.2.2 TiO_2粒径的影响 |
| 1.2.3 TiO_2表面性质的影响 |
| 1.2.4 光强的影响 |
| 1.2.5 其它影响因素 |
| 1.3 提高TiO_2光催化活性的方法 |
| 1.3.1 非金属掺杂 |
| 1.3.2 金属掺杂或沉积 |
| 1.3.3 半导体复合 |
| 1.3.4 表面光敏化 |
| 1.4 半导体纳米材料的制备方法 |
| 1.4.1 气相法 |
| 1.4.2 溶胶凝胶法 |
| 1.4.3 溶剂热法 |
| 1.4.4 沉淀法 |
| 1.4.5 固相合成法 |
| 1.4.6 其它合成方法 |
| 1.5 二氧化钛的光催化应用 |
| 1.5.1 光分解水制氢 |
| 1.5.2 光催化二氧化碳还原 |
| 1.5.3 太阳能电池 |
| 1.5.4 废水处理 |
| 1.5.5 空气净化 |
| 1.5.6 农药的降解 |
| 1.6 活性炭的简介 |
| 1.6.1 活性炭的结构 |
| 1.6.2 活性炭的性质 |
| 1.6.3 活性炭的应用 |
| 1.7 二氧化钛和其它半导体负载活性炭和脱羧研究进展 |
| 1.8 选题依据、研究内容及创新 |
| 1.8.1 选题依据 |
| 1.8.2 研究内容 |
| 1.8.3 创新点 |
| 2 炭吸附ZnO/TiO_2 纳米复合粉体的制备及其光催化降解污染物研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 炭吸附ZnO/TiO_2 复合粉体的制备 |
| 2.2.3 炭吸附ZnO/TiO_2 复合材料表征 |
| 2.2.4光催化降解实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 焙烧温度的确定 |
| 2.3.2 XRD分析 |
| 2.3.3 TEM分析 |
| 2.3.4 UV-Vis分析 |
| 2.3.5 光催化性能分析 |
| 2.4 小结 |
| 3 炭吸附SiO_2/TiO_2 纳米复合粉体的制备及其光催化降解污染物研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 炭吸附SiO_2/TiO_2 纳米复合粉体的制备 |
| 3.2.3 炭吸附SiO_2/TiO_2 纳米复合粉体的表征 |
| 3.2.4 光催化降解实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 焙烧温度的确定 |
| 3.3.2 XRD及 TEM分析 |
| 3.3.3 UV-Vis分析 |
| 3.3.4 光催化性能分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 炭吸附La2O3/TiO_2 纳米复合粉体制备及其光催化降解污染物研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 炭吸附La2O3/TiO_2 纳米复合粉体的制备 |
| 4.2.3 炭吸附La2O3/TiO_2 纳米复合粉体的表征 |
| 4.2.4光催化降解实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 焙烧温度的确定 |
| 4.3.2 XRD分析 |
| 4.3.3 TEM分析 |
| 4.3.4 UV-Vis分析 |
| 4.3.5 光催化性能分析及机理分析 |
| 4.3.6 La2O3/TiO_2 的重复利用性 |
| 4.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（6）石墨烯及石墨烯-二氧化钛复合材料的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 TiO_2 概述 |
| 1.2.1 TiO_2 的改性 |
| 1.2.2 TiO_2 的负载 |
| 1.3 GR概述 |
| 1.3.1 GR简介 |
| 1.3.2 GR的制备 |
| 1.3.3 光催化剂中的应用现状 |
| 1.4 GR-TiO_2 复合材料的研究进展 |
| 1.5 本文研究内容及意义 |
| 2 GR的制备及表征 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验仪器与药品 |
| 2.1.2 GR的制备 |
| 2.1.3 GR浓度的测定 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 拉曼分析 |
| 2.2.2 SEM分析 |
| 2.2.3 紫外可见吸收光谱分析 |
| 2.2.4 红外光谱分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 GR-TiO_2 复合粉体的制备及性能分析 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 试剂与仪器 |
| 3.1.2 GR-TiO_2 复合材料的制备 |
| 3.1.3 光催化降解甲基橙实验 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 SEM分析 |
| 3.2.2 紫外可见吸收光谱分析 |
| 3.2.3 红外光谱分析 |
| 3.3 光催化降解甲基橙 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 GR-TiO_2 膜材料的制备及性能分析 |
| 4.1 基底材料和粘结剂的选择 |
| 4.2 GR-TiO_2 膜的制备及表征 |
| 4.2.1 实验仪器与药品 |
| 4.2.2 粘结剂为PVA的 GR-TiO_2 膜的制备及表征 |
| 4.2.3 粘结剂为Na_2SiO_3的GR-TiO_2 膜的制备及表征 |
| 4.2.4 粘结剂为PDA的 GR-TiO_2 膜的制备及表征 |
| 4.3 不同粘结剂对膜性能的影响 |
| 4.3.1 牢固程度分析 |
| 4.3.2 红外光谱分析 |
| 4.3.3 光催化降解甲基橙 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 GR-PDA-TiO_2 膜的制备及性能研究 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 实验仪器与药品 |
| 5.1.2 实验内容 |
| 5.1.3 光催化降解甲基橙实验 |
| 5.2 膜的表征分析 |
| 5.2.1 表面形貌分析 |
| 5.2.2 负载量分析 |
| 5.2.3 牢固程度分析 |
| 5.2.4 光催化降解甲基橙 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）氧化钛/电气石溶胶与多孔陶瓷涂层的制备及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 自清洁陶瓷的研究背景及现状 |
| 1.2 纳米TiO_2光催化机理及应用 |
| 1.2.1 纳米TiO_2光催化机理 |
| 1.2.2 纳米TiO_2光催化技术的应用 |
| 1.3 纳米TiO_2光催化性能的提高 |
| 1.3.1 非金属掺杂 |
| 1.3.2 金属掺杂 |
| 1.3.3 金属-非金属共掺杂 |
| 1.3.4 染料敏化 |
| 1.3.5 半导体复合 |
| 1.3.6 粘土矿物复合 |
| 1.4 电气石的特性与开发利用现状 |
| 1.4.1 电气石的基本特性 |
| 1.4.2 电气石矿物材料的特性 |
| 1.4.3 电气石的应用 |
| 1.4.4 电气石复合光催化剂的研究现状 |
| 1.5 TiO_2自清洁陶瓷制备工艺 |
| 1.5.1 沉积方法 |
| 1.5.2 热处理 |
| 1.6 TiO_2自清洁陶瓷性能评价 |
| 1.6.1 瓷砖表面TiO_2涂层的附着力 |
| 1.6.2 陶瓷砖的外观 |
| 1.6.3 瓷砖涂层的光催化性能 |
| 1.7 本文研究目的及研究内容 |
| 1.7.1 研究目的 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 1.7.3 创新点 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 药品与仪器 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器与设备 |
| 2.2 测试和表征 |
| 2.2.1 X射线衍射分析 |
| 2.2.2 扫描电镜 |
| 2.2.3 光致发光光谱 |
| 2.2.4 傅里叶红外光谱分析 |
| 2.2.5 紫外-可见漫反射光谱 |
| 2.2.6 比表面积及孔结构 |
| 2.3 TiO_2陶瓷涂层光催化性能表征 |
| 3 TiO_2自洁陶瓷涂层的制备与光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料制备与表征 |
| 3.2.1 基体材料的预处理 |
| 3.2.2 TiO_2溶胶的制备 |
| 3.2.3 TiO_2自洁陶瓷涂层及粉体的制备 |
| 3.2.4 TiO_2自清洁陶瓷空气净化效果检测 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 不同热处理温度TiO_2粉体表征 |
| 3.3.2 不同热处理时间TiO_2粉体表征 |
| 3.3.3 TiO_2自洁陶瓷涂层的光催化性能 |
| 3.3.4 TiO_2自洁陶瓷涂层的光催化活性稳定性 |
| 3.3.5 TiO_2自洁陶瓷涂层空气净化效果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 纳米TiO_2/电气石复合光催化剂的制备及光催化性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料制备与表征 |
| 4.2.1 材料的制备 |
| 4.2.2 电气石-TiO_2光催化剂的光催化性能表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 XRD表征 |
| 4.3.2 SEM表征 |
| 4.3.3 FT-IR表征 |
| 4.3.4 BET表征 |
| 4.3.5 紫外-可见漫反射光谱 |
| 4.3.6 光致发光光谱 |
| 4.3.7 电气石-TiO_2复合材料光催化性能研究 |
| 4.3.8 电气石-TiO_2复合自洁陶瓷涂层的光催化性能研究 |
| 4.3.9 涂层对陶瓷基体吸湿性能的影响 |
| 4.3.10 电气石提高TiO_2光催化效率的机理研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在校期间发表的学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
（8）TiO2基光催化剂的制备及其在水泥基材料中应用的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 纳米TiO_2光催化材料 |
| 1.2.1 TiO_2的晶体结构 |
| 1.2.2 TiO_2的能带结构 |
| 1.2.3 TiO_2催化机理 |
| 1.2.4 影响TiO_2光催化活性因素 |
| 1.2.5 提高TiO_2催化性能简介 |
| 1.2.6 负载TiO_2的载体 |
| 1.2.7 TiO_2负载技术 |
| 1.2.8 TiO_2光催化研究现状 |
| 1.2.9 TiO_2水泥基材料 |
| 1.2.10 本课题目的及主要内容 |
| 第二章 TiO_2/偏高岭土复合粉的制备及其在水泥基材料中的应用研究 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验仪器和药品 |
| 2.1.2 偏高岭土的制备 |
| 2.1.3 TiO_2/偏高岭土复合粉制备 |
| 2.1.4 TiO_2/偏高岭土水泥基材料制备 |
| 2.1.5 TiO_2/偏高岭土复合粉催化实验 |
| 2.1.6 TiO_2/偏高岭土水泥基材料催化实验 |
| 2.1.7 样品表征 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 偏高岭土结构与形貌 |
| 2.2.2 TiO_2/偏高岭土复合粉结构与形貌 |
| 2.2.3 TiO_2/偏高岭土复合粉吸收光谱 |
| 2.2.4 TiO_2/偏高岭土复合粉形成机制 |
| 2.2.5 TiO_2/偏高岭土复合粉降解甲基橙 |
| 2.2.6 TiO_2/偏高岭土水泥基材料降解甲基橙 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 Fe掺杂TiO_2基光催化剂的制备及其在水泥基材料中的应用研究 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 实验仪器和药品 |
| 3.1.2 制备Fe/TiO_2复合粉体 |
| 3.1.3 制备Fe/TiO_2水泥基材料 |
| 3.1.4 粉体与水泥材料降解实验 |
| 3.1.5 样品表征 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 Fe/TiO_2复合粉体结构形貌 |
| 3.2.2 Fe/TiO_2复合粉体吸收范围 |
| 3.2.3 Fe/TiO_2复合粉体降解甲基橙 |
| 3.2.4 0.6%Fe/TiO_2复合粉重复利用降解甲基橙 |
| 3.2.5 Fe掺杂TiO_2水泥基材料降解甲基橙 |
| 3.2.6 Fe掺杂TiO_2复合粉催化机理 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 TiO_2/g-C_3N_4复合材料的制备及其在水泥基材料中的应用研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 实验仪器和药品 |
| 4.1.2 g-C_3N_4制备 |
| 4.1.3 TiO_2/g-C_3N_4复合材料制备 |
| 4.1.4 光催化水泥石制备 |
| 4.1.5 复合材料催化实验 |
| 4.1.6 光催化水泥石催化实验 |
| 4.1.7 样品表征 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 Ti O_2/g-C_3N_4复合材料结构形貌 |
| 4.2.2 Ti O_2/g-C_3N_4复合材料吸收范围 |
| 4.2.3 TiO_2/g-C_3N_4复合材料催化降解甲基橙 |
| 4.2.4 Ti O_2/g-C_3N_4复合材料催化机制 |
| 4.3 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（9）BiVO4的晶面修饰及光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 理论依据 |
| 1.2.1 光催化机理 |
| 1.2.2 光影响催化活性的因素 |
| 1.3 研究进展 |
| 1.3.1 暴露高活性晶面光催化剂的研究进展 |
| 1.3.2 贵金属沉积半导体的研究进展 |
| 1.3.3 半导体复合的研究进展 |
| 1.4 本论文的研究意义及内容 |
| 2 实验方案和研究方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 光催化剂的测试和表征 |
| 2.3.1 物相分析及结构分析 |
| 2.3.2 化学状态分析 |
| 2.3.3 形貌分析 |
| 2.3.4 光学性质分析 |
| 2.3.5 电化学分析 |
| 2.3.6 光催化性能分析 |
| 3 Ag/(010)BiVO_4肖特基异质结制备及光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光催化剂的制备 |
| 3.2.1 BiVO_4粉体的制备 |
| 3.2.2 Ag/(010)BiVO_4的制备 |
| 3.3 Ag/(010)BiVO_4光催化剂制备和性能 |
| 3.3.1 Ag/(010)BiVO_4光催化剂的结构分析 |
| 3.3.2 Ag/(010)BiVO_4光催化剂的化学元素分析 |
| 3.3.3 Ag/(010)BiVO_4光催化剂的微观形貌分析 |
| 3.3.4 Ag/(010)BiVO_4光催化剂的光吸收性质分析 |
| 3.3.5 Ag/(010)BiVO_4光催化剂的载流子分离分析 |
| 3.3.6 Ag/(010)BiVO_4光催化剂的光催化性能 |
| 3.3.7 Ag/(010)BiVO_4光催化剂的光催化机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 TiO_2/BiVO_4直接型Z型异质结制备及光催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TiO_2/BiVO_4光催化剂的制备 |
| 4.2.1. (001)晶面TiO_2光催化剂的制备 |
| 4.2.2. TiO_2/BiVO_4光催化剂的制备 |
| 4.3 TiO_2/BiVO_4光催化剂的制备及性能 |
| 4.3.1 TiO_2/BiVO_4光催化剂的物相和结构 |
| 4.3.2 TiO_2/BiVO_4光催化剂的光电化学分析 |
| 4.3.3 TiO_2/BiVO_4光催化剂的光催化性能分析 |
| 4.3.4 TiO_2/BiVO_4光催化剂机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 Ag/TiO_/BiVO_4间接型Z型异质结制备及降解性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ag/TiO_2/BiVO_4光催化剂的制备 |
| 5.3 Ag/TiO_2/BiVO_4光催化剂性能 |
| 5.3.1 Ag/TiO_2/BiVO_4光催化剂的物相和结构 |
| 5.3.2 Ag/TiO_/BiVO_4光催化剂的电化学性能 |
| 5.3.3 Ag/TiO_2/BiVO_4光催化剂的光催化性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 Ag/BiVO_4/MnO_x多级界面异质结制备及光催化性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 粉体的制备 |
| 6.3 Ag/BiVO_/MnO_x光催化性能研究 |
| 6.3.1 Ag/BiVO_4/MnO_x光催化剂的物相和结构 |
| 6.3.2 Ag/BiVO_4/MnO_x光催化剂的形貌和生长机理 |
| 6.3.3 Ag/BiVO_4/MnO_x光催化剂的光催化活性 |
| 6.3.4 Ag/BiVO_4/MnO_x光催化剂的光催化机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
（10）TiO2-SiO2体系超材料的制备及其光催化性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体光催化剂 |
| 1.2.1 半导体光催化剂的基本结构 |
| 1.2.2 半导体光催化剂的降解原理 |
| 1.3 TiO_2-SiO_2光催化剂 |
| 1.3.1 TiO_2-SiO_2光催化剂的制备方法 |
| 1.3.2 不同结构类型的TiO_2-SiO_2光催化剂 |
| 1.3.3 TiO_2-SiO_2光催化剂研究进展 |
| 1.4 光子晶体及其在光催化应用领域的研究进展 |
| 1.4.1 光子晶体结构 |
| 1.4.2 光子晶体的制备方法 |
| 1.4.3 光子晶体结构光催化剂的研究进展 |
| 1.5 课题研究内容与创新点 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 创新点 |
| 2 TiO_2水热复合SiO_2反蛋白石结构的制备及性能分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 实验样品的制备流程 |
| 2.2.3 材料的表征方法及其测试手段 |
| 2.2.4 光催化性能测试 |
| 2.3 TiO_2粉体与SiO_2-TiO_2复合薄膜的表征与讨论 |
| 2.3.1 TiO_2粉体的晶相分析及其影响因素 |
| 2.3.2 光子晶体的形貌分析 |
| 2.3.3 SiO_2-TiO_2异质复合结构薄膜的形貌分析 |
| 2.3.4 SiO_2-TiO_2异质复合结构薄膜的光催化性能分析 |
| 2.4 SiO_2-TiO_2异质复合结构薄膜的光催化机理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 TiO_2-SiO_2反蛋白石结构的制备及性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 实验样品的制备流程 |
| 3.2.3 材料的表征方法及其测试手段 |
| 3.2.4 光催化性能测试 |
| 3.3 TiO_2-SiO_2复合粉体的表征及讨论 |
| 3.3.1 TiO_2-SiO_2复合粉体的晶相分析及其影响因素 |
| 3.3.2 TiO_2-SiO_2复合粉体的形貌分析及其影响因素 |
| 3.3.3 TiO_2-SiO_2复合粉体的光催化分析及其影响因素 |
| 3.4 TiO_2-SiO_2复合反蛋白石结构的表征及讨论 |
| 3.4.1 TiO_2-SiO_2复合反蛋白石结构物相表征及讨论 |
| 3.4.2 TiO_2-SiO_2复合反蛋白石结构形貌表征及讨论 |
| 3.4.3 TiO_2-SiO_2复合反蛋白石结构的光催化性能分析 |
| 3.4.4 TiO_2-SiO_2光子晶体的带隙分析 |
| 3.5 TiO_2-SiO_2反蛋白石粉体的光催化机理图 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 SiO_2反蛋白石框架@TiO_2-SiO_2复合结构的制备及性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 实验样品的制备流程 |
| 4.2.3 材料的表征方法及其测试手段 |
| 4.2.4 光催化性能测试 |
| 4.3 SiO_2反蛋白石@TiO_2-SiO_2复合结构的表征与讨论 |
| 4.3.1 SiO_2反蛋白石@TiO_2-SiO_2复合结构物相表征及分析 |
| 4.3.2 SiO_2反蛋白石@TiO_2-SiO_2复合结构形貌分析 |
| 4.3.3 紫外-可见漫反射光谱分析 |
| 4.3.4 荧光光谱分析 |
| 4.3.5 光催化性能分析 |
| 4.3.6 SiO_2反蛋白石框架@TiO_2-SiO_2光子晶体的带隙分析 |
| 4.4 SiO_2反蛋白石框架@TiO_2-SiO_2粉体的光催化机理图 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文、专利 |
四、TiO_2粉体的光谱特性与光催化性能的研究（论文参考文献）
- [1]磁场调控光生载流子的分离及高效光催化材料[D]. 高文强. 山东大学, 2021(11)
- [2]Ti-Zr-Si复合催化剂的制备及其光催化性能研究[D]. 常小靖. 陕西科技大学, 2021(09)
- [3]TiO2-SiO2光子晶体光催化材料的改性及其性能研究[D]. 刘田田. 陕西科技大学, 2021(09)
- [4]异质钨酸铋复合光催化剂的制备及其光催化性能研究[D]. 黑喜平. 陕西科技大学, 2021(09)
- [5]炭吸附二氧化钛基材料的制备及其光催化降解水中污染物的性能研究[D]. 郝淳林. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [6]石墨烯及石墨烯-二氧化钛复合材料的制备及性能研究[D]. 刘雯雯. 中北大学, 2020(09)
- [7]氧化钛/电气石溶胶与多孔陶瓷涂层的制备及其光催化性能研究[D]. 韩铜楹. 郑州大学, 2020(02)
- [8]TiO2基光催化剂的制备及其在水泥基材料中应用的研究[D]. 孙宝. 安徽建筑大学, 2020
- [9]BiVO4的晶面修饰及光催化性能研究[D]. 李斌. 陕西科技大学, 2020
- [10]TiO2-SiO2体系超材料的制备及其光催化性能[D]. 吴鹏宏. 陕西科技大学, 2020(02)