一、Photocatalytic properties of TiO_2 bonded active carbon composites prepared by SOL-GEL（论文文献综述）
高昕[1]（2021）在《生物质碳/二氧化钛复合材料的制备及光催化性能研究》文中提出工业的快速发展使水污染问题日益严重,水体中有机污染物的存在严重危害着生态环境和人类的健康。光催化是解决上述问题的一种绿色有效的高级氧化技术。TiO2半导体光催化剂由于具有成本低,稳定性高,结构简单易调控以及合适的带电位等优点而受到广泛的关注和研究。但是TiO2只能吸收紫外光,对太阳光的利用率太低,且光生电子空穴对复合率较高,因此需要对TiO2进行改性来提高其光催化降解活性。生物质碳具有天然的组成与结构,其来源广、成本低、制备简单且导电性能优良。将TiO2与生物质碳材料复合既可以提高TiO2光生电子转移效率,还可形成吸附-催化降解协同效应,促进有机污染物的去除。同时,对TiO2进行非金属元素掺杂可以有效地降低带隙宽度,使光吸收边红移,增强对可见光的响应。由此,本论文将TiO2半导体光催化剂与不同生物质碳材料进行复合并进行非金属元素掺杂,研究其对有机污染物的光催化降解性能。主要内容如下:（1）从芦苇中提取硫酸盐木质素,通过聚丙烯腈（PAN）调节木质素溶液粘稠度,与TiO2纳米颗粒混合,经过碳化处理在TiO2表面引入1nm厚的碳层,制备出超薄碳包覆TiO2复合光催化剂（TiO2@C）。结果表明:碳层的导电性可促进光生电子快速转移,且使TiO2的带隙宽度降低,增强催化剂对可见光的响应;超薄的碳层确保光线能穿透到TiO2且赋予TiO2@C催化剂一定的疏水性和疏松结构,使其能漂浮于水面上,在保证充分吸收太阳光的同时可以与废水接触。TiO2@C对亚甲基蓝（MB）和四环素（TC）均具有较好的光催化活性,在动态环境下（300rpm）,分别在10 min和35 min内几乎完全降解MB和TC。（2）以钛酸四丁酯为钛源和碳源,以硝酸为氮源,以咖啡渣碳为多孔碳前驱体材料,通过溶胶凝胶和碳化的方法制备出碳氮元素共掺杂TiO2负载咖啡渣生物质碳复合光催化剂（C,N-TiO2@ACG）。结果发现:与生物碳负载以及掺杂碳氮元素使TiO2带隙从3.31 eV变窄为2.34 eV,大大提高了其光催化活性。1:1C,N-TiO2@ACG对MB的降解率在45 min内可达到97%,远大于纯的TiO2（58%）,且具有一定的循环稳定性。1:1C,N-TiO2@ACG对甲基橙与MB混合染料（MOMB）也有出色的降解能力。此工作为TiO2负载生物质碳材料复合光催化剂的发展提供了可扩展的方法和理论依据。
韩秀萍[2]（2021）在《锑基或钛基光催化剂制备及其对水环境中抗生素的降解研究》文中研究说明目前,环境污染问题越来越受到人们的重视,特别是水体污染与人类生存息息相关。随着世界人口的增加和规模化养殖业的快速增多,全球抗生素消费量持续增长,导致大量的抗生素被排放到环境中,通过多种方式进入水体,造成严重的污染。光催化氧化技术能够将水体中的抗生素直接分解为二氧化碳、水或小分子物质,可避免抗生素在水体中存留过久而产生毒害。锑基材料和钛基材料均为宽禁带半导体材料,在紫外光照射下具有优良的光催化活性,但也存在带隙宽及光生电子-空穴对易复合等缺点,使其光催化降解效率不理想。本论文围绕水环境中抗生素残留的环境问题,较为系统地研究了光催化技术在这一领域的应用可行性,选择锑基和钛基光催化材料,通过形貌调控、稀土元素掺杂和半导体复合等方法对其进行改性,以罗丹明B（RhB）和几种抗生素为模型污染物,对所制样品的光催化性能进行评价,取得如下创新成果:1.以SbCl3为原料分别采用水热法和醇解法制备了斜方晶相和立方晶相Sb2O3光催化剂,探讨了不同晶相结构对光催化性能的影响。结果表明,紫外光照射150 min时,斜方晶相Sb2O3（Ⅱ）和立方晶相Sb2O3（Ⅰ）对RhB的降解率分别为57.01%和96.80%。立方晶相Sb2O3（Ⅰ）的光催化降解性能更优,将其用于盐酸左氧氟沙星（LVF）和磺胺吡啶（SPY）的光催化降解,紫外光照射150 min时,降解率分别为80.30%和66.16%。2.以Sb2O5和KSb（OH）6为锑源,以壳聚糖为形貌调控模板,分别制备了BaSb2O6（Ⅰ）、BaSb2O6（Ⅱ）、BaSb2O6（Ⅲ）、Pr-BaSb2O6和TrO2/BaSb2O6五种光催化剂。表征结果发现,这五种催化剂均为六方晶相结构,且具有不同的形貌,BaSb2O6（Ⅰ）为不规则颗粒状,大小40-50 nm;BaSb2O6（Ⅱ）为层状球形,直径约8μm:BaSb2O6（Ⅲ）为球状“花朵”型,直径约10μm;Pr-BaSb2O6为粒径60-80 nm分散的颗粒状:TiO2/BaSb2O6具有片层相互“交叉”形貌,粒径约800 nm。以壳聚糖为模板进行形貌调控时,BaSb2O6的比表面积由0.61 m2/g增大至101.75 m2/g,在相同条件下,对RhB的降解率由73.09%提高至83.07%。与BaSb2O6（Ⅱ）相比Pr-BaSb2O6的禁带宽度由4.70 eV减小为3.52 eV,对RhB的降解率由73.09%提高至94.02%。Pr-BaSb2O6对LVF、盐酸四环素（TCH）及磺胺嘧啶（SD）三种抗生素的降解率分别为从94%、90.84%和77.31%。与BaSb2O6（Ⅱ）相比,在相同条件下,TiO2/BaSb2O6光催化剂对RhB的降解率提高至94.46%。TiO2/BaSb2O6对LVF、TCH及SD三种抗生素表现出优异的光催化降解性能,降解率分别达100%、100%及98.21%。通过对降解液质谱检测分析,提出了LVF、TCH和SD三种抗生素的可能降解路径,并对TiO2/BaSb2O6光催化增强机理进行了探讨。3.以 KSb（OH）6为锑源,分别制备了 SrSb2O5（H2O）4（Ⅱ）和 Pr-SrSb2O5（H2O）4 两种光催化剂。结果表明,所制备的样品均具有立方晶相结构。以紫外光和可见光照射100 min时,SrSb2O5（H2O）4（Ⅱ）对 RhB 的降解率分别为 95.01%和 54.36%。与 SrSb2O5（H2O）4（Ⅱ）相比,Pr-SrSb2O5（H20）4的光催化性能有所提高,在相同条件下,对RhB的降解率分别为64.24%和98.91%。通过对降解液的质谱分析,提出了在紫外光照下Pr-SrSb2O5（H2O）4对的RhB降解途径。Pr-SrSb2O5（H2O）4对LVF、TCH、SD三种抗生素均表现出优异的光催化降解性能,紫外光照射100 min时,降解率分别为92.21%、93.32%和74.52%。4.以 KSb（OH）6 为锑源,分别制备了立方晶相的 CaSb2O5（OH）2（Ⅱ）和 Pr-CaSb2O5（OH）2光催化剂。结果表明,CaSb2O5（OH）2（Ⅱ）具有较大的比表面积（101.60 m2/g）,分别以紫外光和可见光照射100 min时,对RhB的降解率为96.64%和74.59%。与CaSb2O5（H2O）4（Ⅱ）相比,Pr-CaSb2O5（H2O）4的光催化降解性能有所提高,在相同条件下,对RhB的降解率分别为84.24%和98.29%。Pr-CaSb2O5（OH）2对LVF、TCH和SD三种抗生素也具有优异的光催化降解性能,紫外光照射100 min时,降解率分别为93.48%、98.65%和72.38%。通过对TCH降解液的质谱分析,提出了 Pr-CaSb2O5（OH）2对TCH的可能降解路径。5.以钛酸正丁酯和钨酸铵为前驱体,采用静电纺丝法分别制备了 TiO2纳米纤维和5%WO3/TiO2复合纤维,并将这两种光催化剂用于光催化降解RhB和制氢。实验结果表明,可见光照射180 min时,TiO2纳米纤维对RhB的降解率为71.70%;紫外光照射5 h时,产氢量为321.3 μmol。与TiO2纳米纤维相比,5%WO3/TiO2复合纤维的光催化性能有显着增强,在相同条件下,5%WO3/TiO2复合纤维对RhB的降解率为95.40%,产氢量为464.5μmol,对 LVF、TCH 和 SD 的降解率分别为 86.94%、79.84%和 66.31%。根据 UV-vis DRS数据结合光催化实验结果,提出了 5%WO3/TiO2复合纤维的光催化活性增强机理。
朱继超[3]（2021）在《铌基功能纳米材料的构建及其环境净化性能研究》文中指出本论文分别以铌基纳米片和纳米管为基本结构单元,基于铌基基体材料的结构组成与形貌特征,将它们分别与不同的金属组分进行负载和掺杂,合成系列基于铌基纳米片和纳米管的新型纳米功能复合材料,研究负载和掺杂对铌基纳米片和纳米管物化性质的影响,并将它们应用于能源和环境领域中有机污染物的脱除,考察复合材料的性质与性能之间的构效关系。主要研究内容概括如下:（1）以铌基纳米片HTiNbO5和HNbWO6为基本结构单元,分别通过简单的水热法和剥离-重组法成功制备出具有异质结构的WO3/HTiNbO5和Fe2O3/HNbWO6纳米片复合材料,以有机染料罗丹明B（RhB）作为探针分子,探究它们对有机化合物的光催化降解效果。二维铌基纳米片是一类具有较大比表面积和表面易于修饰改性的半导体材料,通过对它们进行修饰改性,利用主客体之间的协同耦合作用提高复合材料对光谱的响应范围以及促进光生电子和空穴的分离和传输,进而增强复合材料的光催化活性。对RhB在模拟太阳光下的光催化降解实验表明,相比于HTiNbO5和HNbWO6纳米片,合成的WO3/HTiNbO5和Fe2O3/HNbWO6纳米片复合材料对RhB的降解率明显提高,分别达到90.7%和99.5%。对能带结构和光催化机理的分析表明,两类复合材料对RhB的降解遵循Z-型异质结构光降解机理,这为合理设计和构建具有异质结构的高效铌基纳米片复合光催化材料提供新的研究思路。（2）通过控制[Nb6017]4-纳米片溶胶的絮凝过程合成规整的H4Nb6017纳米管,絮凝过程越慢,合成的纳米管形貌和结构越规整。H4Nb6017纳米管的比表面积越大和表面羟基官能团含量越多,对乙硫醇的穿透吸附容量越高。同时,H4Nb6O17纳米管具有稳定的循环脱硫性能,经过九次吸-脱附循环后,H4Nb6017纳米管仍能保持95.34%的脱硫率,具有良好的吸附稳定性能。（3）通过离子交换-絮凝-焙烧法合成不同过渡金属（Cr、Co/Fe、Cu）掺杂H4Nb6017纳米管脱硫剂,金属氧物种与H4Nb6017纳米管之间的强相互作用可以提高纳米管的结构、形貌和热稳定性,同时还能提高纳米管的比表面积、孔体积和形成丰富的孔径结构,增强对乙硫醇气体的吸附与活化。过渡金属掺杂H4Nb6017纳米管脱硫剂与乙硫醇间的吸附符合S-M键配位作用,金属氧化物种的存在能够显着提高H4Nb6017纳米管的氧化还原能力,促进吸附在纳米管上的乙硫醇的氧化进程,生成相应的金属磺酸盐、亚硫酸盐和硫酸盐,提高纳米管对乙硫醇的脱除能力,同时,这些含硫氧化产物附着在纳米管中,也是纳米管失活的主要原因,经过简单的焙烧处理即可获得较好的再生性能。其中,在系列Cr掺杂的H4Nb6O17纳米管中最高穿透吸附硫容达到34.95 mg·g-1,是300℃焙烧H4Nb6017纳米管的2.5倍多。Co/Fe共掺杂H4Nb6O17纳米管中,当Co:Fe摩尔比为0.3时,穿透吸附硫容达到36.20 mg·g-1,是450℃焙烧H4Nb6017纳米管的3.2倍多,且经过四次吸附-脱附循环再生实验后,还能保持96.55%的脱硫率。不同离子源Cu掺杂H4Nb6017纳米管中,离子源为CH3COO-的Cu掺杂H4Nb6O17纳米管在具有最高的穿透吸附硫容,达到93.61 mg·g-1,是450℃焙烧H4Nb6O17纳米管的8.3倍多,在50℃和6400 h-1空速条件下,穿透吸附硫容达到103.6 mg·g-1。最后,对金属掺杂H4Nb6017纳米管脱除乙硫醇提出相应的脱硫机理。本论文的这些研究成果拓宽了铌基材料在光催化和脱硫领域的应用,为铌基材料的进一步发展提供了一定的理论参考。图[78]表[14]参[210]
张哲伟[4]（2021）在《以TiO2为基制备光催化材料及对染料降解性能研究》文中指出有机染料是造成印染废水色度加深的主要原因,在印染加工过程中约有10%-20%染料作为污染物排入地表水中,降低水体透明度,影响人类健康。由于有机偶氮染料复杂的分子结构和水溶性等特点,加重了处理过程中污泥容积负荷,为了提高印染废水的可生化性能,亟待寻求一种有效、安全、可靠的预处理方法;光催化因其高效、快捷、无二次污染等特点成为研究的热点。本论文以TiO2为基料,通过掺杂CdS、BiPO4提高其光催化性能,探讨光催化降解的影响因素,揭示Cd、Bi元素对光催化材料TiO2电子跃迁能量变化,主要得出于下结论:（1）采用溶胶-凝胶法制备出CdS-TiO2,将制备的材料进行XRD、UV-vis、SEM等表征,证明CdS与TiO2成功掺杂,应用于印染废水中玫瑰红B降解,实验结果表明:在溶液p H为10.0,CdS掺杂量为0.50%,催化剂煅烧温度为500℃,煅烧4 h后,以1 mg/L投加量加入印染废水中,玫瑰红B的降解率为81.90%;通过动力学线性拟合,CdS-TiO2光催化降解玫瑰红B符合一级动力学,且线性相关性R2都大于0.95;与CdS掺杂TiO2文献对比,本文制备的CdS-TiO2降解玫瑰红B效果提高了20%-40%,光催化降解活性优于其它制备方法。（2）采用溶胶-凝胶法制备出BiPO4-TiO2,将制备的材料进行XRD、UV-vis、SEM等表征,证明BiPO4与TiO2成功掺杂,应用于印染废水中玫瑰红B降解,实验结果表明复合时:在溶液p H为10.0,BiPO4掺杂量为0.50%,催化剂煅烧温度为500℃,煅烧4 h后,以1 mg/L投加量加入印染废水中,玫瑰红B的降解率为90.20%;通过动力学线性拟合,BiPO4-TiO2光催化降解玫瑰红B符合一级动力学,且线性相关性R2都大于0.95;与BiPO4掺杂TiO2文献对比,本文制备的BiPO4-TiO2降解玫瑰红B效果提高了3%-55%,光催化降解活性优于其它制备方法。（3）采用溶胶-凝胶法制备出CdS-BiPO4-TiO2,将制备的材料进行XRD、UV-vis、SEM等表征,证明CdS与BiPO4和TiO2成功掺杂复合,应用于印染废水中玫瑰红B降解,实验结果表明复合时:在溶液p H为10.0,CdS与BiPO4掺杂量为0.50%,催化剂煅烧温度为500℃,煅烧4 h后,以1 mg/L投加量加入印染废水中,玫瑰红B的降解率为98.20%;通过动力学线性拟合,CdS-BiPO4-TiO2光催化降解玫瑰红B符合一级动力学,且线性相关性R2都大于0.95;与其它双掺杂TiO2文献对比,本文制备的CdS-BiPO4-TiO2降解玫瑰红B效果提高了5%-12%,光催化降解活性优于其它制备方法。（4）将三种掺杂材料以及TiO2通过降解玫瑰红B进行材料效果对比。实验表明:CdS-TiO2、BiPO4-TiO2、CdS-BiPO4-TiO2对可见光有较好的响应能力,掺杂的Cd、Bi降低了TiO2电子跃迁能量,优于其它三种光催化材料;通过动力学线性拟合,CdS-BiPO4-TiO2的拟合常数（k）为0.024 min-1,循环5次降解玫瑰红B后降解率达到78.32%,仍具有较好的光降解性能。
李荣洁[5]（2021）在《超薄结构光催化剂表/界面调控与CO2高效还原》文中研究说明通过光催化还原的方式将CO2转换成含碳燃料和化学品,可以同时解决化石能源短缺、温室效应的问题。然而,目前光催化还原CO2的性能还不能满足实际生产的要求,限制了该技术的广泛应用。本论文针对光催化还原CO2效率低和选择性差的问题,以超薄TiO2基光催化剂为研究对象,通过引入缺陷至超薄TiO2纳米结构、构建超薄异质结构TiO2@BiOCl和TiO2@NH2-MIL101（Cr）的方法,改善催化剂光催化还原CO2的催化效率和产物选择性。本论文提出的氢扩散进出晶格、双金属位、界面效应对光催化还原CO2反应的协同调控机理,为新型高效还原CO2光催化剂的设计、制备、优化提供了新的策略。论文的研究工作具体包括以下三个部分:（1）氢扩散进入与脱出富缺陷超薄TiO2晶格机制,提升光催化还原CO2活性和CH4选择性。光催化还原CO2过程中,氢扩散进出富氧空位超薄TiO2结构晶格,引入更多氧空位,缩短带隙增强光利用率,提升光催化效率。同时,该氢扩散进出晶格的过程为光催化还原反应提供丰富氢源,为选择性生成CH4提供有利条件。（2）BiO单原子桥接的富缺陷超薄TiO2与BiOCl纳米片界面,调控光催化还原CO2活性和CH4选择性。构筑富氧空位超薄TiO2@BiOCl复合光催化剂,其超薄富缺陷TiO2结构同样允许氢扩散进出晶格。催化过程中,其界面处还原出BiO单原子,重构出TiO2-Bi0-BiOCl原子级异质结构。BiO单原子的定向引导和表面氧空位的捕集作用,使光生电子在TiO2纳米管的表面氧空位处富集,极大地提升了催化效率。同时,重构界面处的Bi-Ti双金属位与氢扩散协同作用,促进光催化还原中间体加氢过程,加速CO2向CH4选择性转化。（3）超薄TiO2与NH2-MIL101（Cr）的强配位界面结构,增强光催化还原CO2活性和CO选择性。NH2-MIL101（Cr）在TiO2表面的负载,为CO2的吸附和催化提供了丰富的位点。同时,NH2-MIL101（Cr）配体中的羧基与TiO2形成强配位关系,有效促进光生电子-空穴在界面处的分离、传输。此外,配体与TiO2纳米管表面的协同作用,赋予复合催化剂在可见光波段的催化能力,其特殊的空间配位关系促使CO2向CO的选择性转化。
金秀颖[6]（2021）在《TiO2/伊利石复合材料的制备及其光催化性能研究》文中研究说明二氧化钛因具有稳定无毒、反应条件温和、光催化性能高等优点,在降解水体有机污染物与净化空气方面应用前景广阔。但是,二氧化钛对太阳光的利用率较低,且自身粉体易团聚、回收困难,极大的限制了二氧化钛作为光催化剂的实际应用。为了解决上述问题,提高其光催化效果,研究者们通过将二氧化钛负载到不同的载体上,成功制备出具有极佳效果的光催化复合材料。经过研究者不断努力,光催化复合材料制备领域得到长足的发展,如陶瓷、分子筛、活性炭等材料也被用为Ti O2的载体。然而,上述载体均为人工合成材料,具有成本高、制备工艺复杂的缺点,因此未能被广泛应用。为降低载体材料成本,人们将目光着眼于膨润土、高岭土、伊利石等天然矿物资源。近年来,吉林省延边朝鲜族自治州发现大量伊利石矿脉,且结构独特、化学性质稳定,具有广阔的应用价值。基于上述背景,本研究拟采用伊利石为载体,通过制备稳定的纳米溶胶液,与伊利石进行结合,并以此为基础,进行后续的负载伊利石与掺杂铜离子处理,从而制备出性能较优越的复合光催化剂。具体结论如下:（1）以四异丙氧基钛(C12H28O4Ti)为钛源、冰乙酸（CH3COOH）为稳定剂、硝酸（HNO3）为催化剂、乙醇（Et OH）为溶剂,在室温下制备稳定的Ti O2纳米溶胶液。最佳配比为:n（H2O）:n（CH3COOH）:n（HNO3）:n（Et OH）:n（TTIP）=2:0.4:0.7:10:1,所制得的溶胶液性质稳定（稳定时间长达70 h）,Ti O2粒径尺寸小、分布窄且均匀。将其进行高温煅烧得到了粉末状Ti O2,仍可保持纳米尺寸和稳定的状态,因此利用最佳配比制备的溶胶液体系可继续进行负载与掺杂改性处理,为后续实验步骤提供数据基础。（2）向上述方法制得的Ti O2纳米溶胶溶液中加入不同质量的伊利石,通过溶胶-凝胶法制得不同负载量的Ti O2/伊利石复合光催化材料,并进行了亚甲基蓝（MB）溶液的光催化降解实验。实验结果表明,当Ti O2与伊利石的质量比为1:3,煅烧温度为450℃,煅烧时间为3 h,光催化反应中催化剂的加入量为0.1 g,MB溶液初始浓度为20 mg/L时,该负载催化剂的光催化效率可达93.3%。Ti O2/伊利石复合光催化材料的光催化效果高于纯纳米Ti O2粉末,因此对Ti O2进行负载处理有利于提高Ti O2光催化性能。（3）向Ti O2/伊利石复合光催化材料中加入不同质量的Cu（NO3）2,利用溶胶-凝胶法制备了Cu2+掺杂的Ti O2/伊利石复合光催化材料,对其进行MB溶液的光催化降解实验。结果表明:Cu（NO3）2与C12H28O4Ti的摩尔比为0.009、煅烧温度为550℃,煅烧时间为5 h,在光催化反应中催化剂的添加量为0.15 g,MB溶液初始浓度为20 mg/L时,该复合光催化剂的光催化效率可达到94.82%。将该材料与商业P25进行光催化性能对比,经90 min紫外灯照射后,自制的复合材料对MB溶液的降解率为93.2%,P25对MB溶液的降解率为92.1%,因此Cu2+掺杂Ti O2/伊利石复合光催化材料对MB的催化效果略高于商业P25。
张鹏会,李艳春,胡怀生,齐慧丽,胡浩斌[7]（2022）在《生物炭基光催化剂的制备、性能及环境应用研究进展》文中研究说明生物炭因具有独特的表面性质、易修饰的官能团、良好的导电性和化学稳定性常被用作光催化剂的载体。将光催化剂与生物炭复合制备得到生物炭基光催化剂,不仅将二者的优势有效结合起来,同时得到的复合材料在官能团、孔性能、表面活性位点、催化降解能力等方面均有显着改善。生物炭良好的导电性提高了光催化过程中电子-空穴对分离的效率,丰富的表面官能团能够吸附固定不同的污染物,便于其光催化去除。本文综述了生物炭基光催化剂的各种制备工艺、催化性能及其对废水处理的影响,详细地介绍了溶胶-凝胶、超声、水热/溶剂热、水解、焙烧、沉淀和热缩聚等生物炭基光催化剂的制备方法。此外,还通过深入的机理分析,探讨了生物炭基光催化剂对污染物的吸附和光催化降解的协同效应。最后,归纳了生物炭基光催化剂在不同污染物去除方面的应用并展望了未来的发展前景和潜力。
李昊[8]（2021）在《还原氧化石墨烯、贵金属用于提升两种典型光催化剂反应活性的研究》文中研究表明能源危机和环境污染已经严重地阻碍了人类社会的可持续发展。光催化技术由于绿色、环保和成本低廉等优点,在能源环境方面得到了广泛的应用和研究。光催化技术的核心问题是设计制备高性能的光催化材料,在不断的研究过程中,光催化材料面临的光生载流子分离转移效率较低和光吸收利用效率不足这两个关键问题被提出。为了解决这两个问题,尤其是针对单组分光催化材料,形貌设计、离子掺杂、晶面控制等有效的方法被相应的提出和验证,但是通过这些方法对单组分光催化材料的活性提升比较有限。因此,本文以典型的无机半导体光催化材料TiO2和有机半导体光催化材料类石墨相氮化碳（g-C3N4）为出发点,引入高导电性的还原氧化石墨烯（rGO）和具有表面等离子体共振效应的贵金属为助催化剂,构筑多组分光催化材料,同时对TiO2和g-C3N4进行离子掺杂和形貌设计,通过助催化剂改性与单组分改性方法的协同效应,有效地提升了载流子分离转移效率,增加了光吸收利用效率,同时对光催化反应活性提升的机理进行了研究。主要研究内容和结果如下:第一方面,针对TiO2光生载流子分离转移效率较低这一关键问题,首次通过一步水热法制备了硼掺杂rGO/金红石相TiO2纳米棒复合光催化材料,通过水热反应,氧化石墨烯得到了还原并有效实现了硼掺杂,同时金红石相TiO2纳米棒很好地分散附着在薄层硼掺杂rGO上。7.5%硼掺杂rGO/金红石相TiO2在紫外光下对氮氧化物的降解能力是纯的金红石相TiO2的1.6倍,在模拟太阳光下对甲基橙的降解能力是纯的金红石相TiO2的3.9倍。结果表明,由于棒状形貌带来的高比表面积以及光生电子沿着纳米棒方向的转移和硼掺杂rGO高导电性的协同作用,有效提升了金红石相TiO2的光催化活性。其次,通过一步水热法制备了氮掺杂rGO/锐钛矿相TiO2复合光催化材料,其在可见光下对亚甲基蓝的降解能力是纯的锐钛矿相TiO2的2.7倍,在锐钛矿相TiO2八面体状形貌带来的活性反应晶面和氮掺杂rGO高导电性的协同作用下,有效地提升了锐钛矿相TiO2的光催化活性。第二方面,由于g-C3N4是石墨状的块层结构,决定了其较低的比表面积,光生电子极易在其层内与光生空穴复合而不能到达表面参与反应。因此首先通过简单的热剥离法,制备了高比表面积的石墨烯状g-C3N4,比表面积高达189.9 m2/g,是普通g-C3N4比表面积的34倍,高的比表面积带来了丰富的反应位点并且电子易于到达表面参与反应,提高了载流子分离转移效率。然而由于量子限域效应,石墨烯状g-C3N4带隙增大而光吸收效率减小,因此通过光还原方法,在石墨烯状g-C3N4上均匀地沉积了纳米Ag颗粒,结果表明纳米Ag颗粒/石墨烯状g-C3N4在可见光下对亚甲基蓝的降解能力是普通g-C3N4的10倍,在形貌设计带来的石墨烯状g-C3N4高的比表面积与助催化剂纳米Ag颗粒的表面等离子体共振效应的协同作用下,有效提升了g-C3N4的光催化活性。其次,由于g-C3N4相对较大的带隙影响了其光吸收利用率,通过热缩聚的方法制备了P掺杂g-C3N4,受电子结构变化的影响,g-C3N4的带隙显着减小,从而表现出明显提升的可见光利用效率;同时,通过光还原方法,在P掺杂g-C3N4表面沉积纳米Au颗粒,以进一步提升g-C3N4内部载流子分离传输效率和光吸收利用效率,相比于普通g-C3N4,最优的纳米Au颗粒/P掺杂g-C3N4的可见光下产氢活性提升了8.4倍。最后,通过一步光沉积还原方法,在薄层状g-C3N4表面同时复合rGO和纳米Au颗粒,结果表明单分散的纳米Au颗粒均匀地沉积在薄层状g-C3N4的一面,而rGO很好地附着在薄层状g-C3N4的另外一面,这种新颖的结构可双向促进电子的转移。最佳的Au纳米颗粒/薄层状g-C3N4/rGO复合样品在可见光下的产氢活性和亚甲基蓝降解活性分别是普通g-C3N4的9.6倍和6倍,其光催化活性的增强源自于新颖的结构、Au的表面等离子体共振效应、rGO高的导电性和高比表面积的薄层状结构,可总结为助催化剂和形貌设计的协同作用对光催化活性的提升。
孙嘉敏,张彧涵,陈学濡,贺彬烜,蒋恩臣,简秀梅[9]（2020）在《负载方式和负载体对TiO2性能影响的研究进展》文中研究指明为了提高TiO2光催化性能和经济效益,本文综述了粉体烧结法、偶联剂法、溶胶凝胶法、水热法、化学气相沉积法等5种负载方式及活性炭、石墨烯、碳纳米管、蒙脱土、硅胶、壳聚糖等6种负载体的应用情况及其优缺点。综合分析表明,提高光催化剂性能,应对负载方式和负载体进行优化,以达到催化效率的提高;提高光催化剂的经济效益,应从负载方式、负载体、负载效果等方面入手,寻求能快捷回收、复活条件简单且活性强的负载型光催化剂。
王嘉琦[10]（2020）在《负载TiO2多孔介质光催化净化室内甲醛试验研究》文中研究指明随着工业技术的快速发展,技术产物对生态环境造成了各种各样的污染。甲醛是室内主要有机污染物之一,其来源广、含量高,严重可致人死亡,是受到关注最多的有机污染物,已经被列为第一类致癌物,治理甲醛已经是刻不容缓的事情。光催化技术降解甲醛经济、高效、无污染,最常见的为TiO2光催化剂,是目前的热点,应用最为广泛。但在使用过程中TiO2易团聚使比表面积减小,TiO2与甲醛分子的接触面积小,光催化净化效果不明显。将TiO2负载到多孔材料载体上,吸附技术与光催化净化技术联用,提高对甲醛的去除效率。本文以多孔材料粉末椰壳活性炭、经2mol/L、4mol/L、6mol/L硝酸改性优选后的粉末椰壳活性炭和粉煤灰沸石分子筛为载体,以钛酸丁酯为钛源、溶胶-凝胶法为制备方法制备复合光催化剂TiO2/AC、TiO2/AC-4、TiO2/ZMS,对复合光催化剂材料进行X射线衍射（XRD）、扫描电镜-能谱（SEM-EDS）、比表面积（BET）表征测试,分析光催化机理,对甲醛进行紫外光催化净化试验研究。以复合光催化剂对甲醛的去除率为基准,研究光照时间、紫外光辐照强度、空气湿度三个不同因素对甲醛去除效率的影响。分别控制时间为0min、30min、60min、90min、120min、150min,紫外光辐照强度为0、3.7μW/cm2、7.4μW/cm2、11.1μW/cm2、14.8μW/cm2、18.5μW/cm2,空气湿度为30%、40%、50%、60%、70%、80%。对比不同试验工况下甲醛的净化效果,分析物理吸附-光催化联用技术反应机理及影响因素,同时找出最优工况、最优材料。主要有以下结论。1.试验结果表明发现采用溶胶-凝胶法成功制备TiO2、TiO2/AC、TiO2/AC-4、TiO2/ZMS,合成的锐钛矿型TiO2有效负载到多孔材料载体上,活性炭复合光催化剂的吸附性基本没有影响,减小了粉煤灰沸石分子筛复合光催化剂的吸附性。改性活性炭中4mol/L硝酸处理的活性炭（AC-4）吸附性能最好,三种材料中沸石分子筛的吸附性能最好。2.试验工况为系统温度18℃,相对湿度30%,风量1.7m3/min时,随着紫外光辐照强度的增强,光照时间的增加,三种复合光催化剂对甲醛的去除率逐渐增大,紫外光辐照强度为18.5μW/cm2,照射时长为150min,TiO2/AC、TiO2/AC-4、TiO2/ZMS对甲醛的去除率分别优于活性炭、4mol/L硝酸改性后的活性炭和粉煤灰沸石分子筛,明显优于TiO2粉体。其中TiO2/AC对甲醛的去除率达到84.9%,较活性炭提高37.9%,较TiO2提高58.2%;TiO2/AC-4对甲醛的去除率达到92.1%,较4mol/L硝酸改性后的活性炭提高27.1%,较TiO2提高65.4%;TiO2/ZMS对甲醛的去除率达到76.24%,较粉煤灰沸石分子筛提高1.98%,较TiO2提高49.54%。3.试验工况为系统温度18℃,紫外光辐照强度为18.5μW/cm2,风量1.7m3/min时,改变相对湿度,三种材料对甲醛的去除率随着湿度的增加先增大后减小,在相对湿度为60%时出现峰值,TiO2/ZMS去除效果最优,但仅比TiO2/AC-4高2.42%。4.试验工况为系统温度18℃,空气相对湿度30%,风量1.7m3/min,紫外光辐照强度为18.5μW/cm2,照射时长为150min条件下,三种材料中TiO2/AC-4为对甲醛的光催化性能最优。对新型复合光催化材料的研发及室内空气中甲醛净化技术开发具有参考价值。
二、Photocatalytic properties of TiO_2 bonded active carbon composites prepared by SOL-GEL（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、Photocatalytic properties of TiO_2 bonded active carbon composites prepared by SOL-GEL（论文提纲范文）
（1）生物质碳/二氧化钛复合材料的制备及光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 水中污染物的危害及处理方法 |
| 1.2 光催化及光催化剂 |
| 1.2.1 光催化的优势 |
| 1.2.2 光催化机理 |
| 1.2.3 光催化剂 |
| 1.3 TiO_2光催化剂 |
| 1.4 元素掺杂TiO_2研究现状 |
| 1.4.1 金属元素掺杂 |
| 1.4.2 非金属元素掺杂 |
| 1.5 TiO_2与碳材料复合光催化剂研究现状 |
| 1.5.1 石墨烯及其衍生物 |
| 1.5.2 碳纳米管 |
| 1.5.3 活性炭纤维 |
| 1.5.4 活性炭 |
| 1.5.5 生物质碳材料 |
| 1.6 TiO_2/生物质碳复合光催化剂制备方法 |
| 1.7 课题研究内容与目的 |
| 2 TiO_2@C复合材料的制备与其光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂及设备 |
| 2.2.2 木质素材料的制备 |
| 2.2.3 TiO_2@C复合光催化剂的制备 |
| 2.2.4 催化剂基本表征 |
| 2.2.5 催化剂光催化性能表征 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 TiO_2@C的结构与表征 |
| 2.3.2 TiO_2@C光催化降解MB和 TC |
| 2.3.3 TiO_2@C光催化降解机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 C,N-TiO_2@ACG复合材料的制备与其光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂及设备 |
| 3.2.2 咖啡渣处理与活化 |
| 3.2.3 C,N-TiO_2@ACG复合光催化剂的制备 |
| 3.2.4 性能测试及表征 |
| 3.2.5 催化剂光催化性能表征 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 C,N-TiO_2@ACG的结构与表征 |
| 3.3.2 C,N-TiO_2@ACG光催化降解MB和 MO |
| 3.3.3 C,N-TiO_2@ACG光催化降解机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（2）锑基或钛基光催化剂制备及其对水环境中抗生素的降解研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 水体环境中抗生素的去除方法 |
| 1.2.1 吸附法 |
| 1.2.2 生物法 |
| 1.2.3 高级氧化法 |
| 1.3 光催化剂的制备方法 |
| 1.3.1 固相法 |
| 1.3.2 水热/溶剂热法 |
| 1.3.3 模板法 |
| 1.3.4 微乳液法 |
| 1.3.5 溶胶-凝胶法 |
| 1.3.6 静电纺丝法 |
| 1.4 光催化剂性能增强策略 |
| 1.4.1 构建异质结 |
| 1.4.2 元素掺杂 |
| 1.4.3 形貌调控 |
| 1.4.4 多元复合 |
| 1.5 光催化技术降解抗生素的研究进展 |
| 1.5.1 磺胺类抗生素(SAs) |
| 1.5.2 四环素类抗生素(TCs) |
| 1.5.3 喹诺酮类抗生素(QNs) |
| 1.5.4 大环内酯类抗生素(MLs) |
| 1.6 锑基光催化剂的研究进展 |
| 1.6.1 氧化锑 |
| 1.6.2 锑酸盐 |
| 1.7 二氧化钛基光催化剂的研究进展 |
| 1.8 本文的研究思路和主要研究内容 |
| 1.8.1 研究思路 |
| 1.8.2 研究内容 |
| 1.9 技术路线 |
| 1.10 本论文的创新点 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料与试剂 |
| 2.2 主要仪器及设备 |
| 2.3 样品表征技术 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱(EDS)分析 |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.3.5 BET比表面分析 |
| 2.3.6 紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)分析 |
| 2.3.7 光电流和交流阻抗分析 |
| 2.3.8 质谱分析 |
| 2.4 光催化性能测试 |
| 2.4.1 模型化合物的选择 |
| 2.4.2 光催化实验 |
| 3 不同形貌Sb_2O_3的调控制备及其光催化降解抗生素研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 制备方法 |
| 3.2.1 醇解法 |
| 3.2.2 水热法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 制备条件对Sb_2O_3晶型的影响 |
| 3.3.2 制备条件对Sb_2O_3形貌的影响 |
| 3.3.3 制备条件对Sb_2O_3吸光性能的影响 |
| 3.3.4 制备条件对Sb_2O_3光催化性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 BaSb_2O_6复合光催化剂的制备及其降解抗生素性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 制备方法 |
| 4.2.1 BaSb_2O_6光催化剂的制备 |
| 4.2.2 改性BaSb_2O_6光催化剂的制备 |
| 4.2.3 TiO_2/BaSb_2O_6复合光催化剂的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 BaSb_2O_6光催化剂 |
| 4.3.2 改性BaSb_2O_6催化剂 |
| 4.3.3 TiO_2/BaSb_2O_6 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 SrSb_2O_5(H_2O)_4与CaSb_2O_5(OH)_2的制备及其降解抗生素性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 制备方法 |
| 5.2.1 SrSb_2O_5(H_2O)_4光催化剂的制备 |
| 5.2.2 Pr-SrSb_2O_5(H_2O)_4的制备 |
| 5.2.3 CaSb_2O_5(OH)_2光催化剂的制备 |
| 5.2.4 Pr-CaSb_2O_5(OH)_2的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 XRD分析 |
| 5.3.2 XPS分析 |
| 5.3.3 形貌及EDS分析 |
| 5.3.4 比表面积和孔径分布 |
| 5.3.5 UV-vis DRS分析 |
| 5.3.6 光催化降解性能 |
| 5.3.7 光电流和阻抗分析 |
| 5.3.8 光催化机理分析 |
| 5.3.9 稳定性评价 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 WO_3/TiO_2光催化剂的制备及其降解抗生素性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 制备方法 |
| 6.2.1 TiO_2纳米纤维的制备 |
| 6.2.2 WO_3/TiO_2纳米纤维的制备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 XRD分析 |
| 6.3.2 SEM分析 |
| 6.3.3 XPS分析 |
| 6.3.4 UV-vis DRS分析 |
| 6.3.5 比表面积和孔径分布 |
| 6.3.6 光催化性能 |
| 6.3.7 光电流分析 |
| 6.3.8 光催化机理分析 |
| 6.3.9 稳定性评价 |
| 6.4 本章小结 |
| 7.结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（3）铌基功能纳米材料的构建及其环境净化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光催化基本概述 |
| 1.2.1 光催化基本过程 |
| 1.2.2 光催化降解污染物的机理 |
| 1.2.3 光催化性能影响因素 |
| 1.2.4 提高光催化活性的途径 |
| 1.3 有机硫污染物脱除研究现状 |
| 1.3.1 低碳硫醇深度净化的意义 |
| 1.3.2 低碳硫醇的脱除方法 |
| 1.3.2.1 低碳硫醇的间接脱除方法 |
| 1.3.2.2 低碳硫醇的直接脱除方法 |
| 1.4 过渡金属氧化物纳米材料研究现状 |
| 1.4.1 二维过渡金属氧化物纳米片概述 |
| 1.4.2 二维过渡金属氧化物纳米片的合成方法 |
| 1.4.3 一维过渡金属氧化物纳米管概述 |
| 1.4.4 一维过渡金属氧化物纳米管的合成方法 |
| 1.4.5 过渡金属氧化物纳米片/管改性与应用 |
| 1.5 论文选题依据和研究内容 |
| 1.5.1 论文选题依据 |
| 1.5.2 论文研究内容 |
| 1.5.3 研究技术路线图 |
| 第二章 铌基纳米片复合材料的构建及其光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试剂、仪器及表征手段 |
| 2.3 催化剂的制备与性能评价 |
| 2.3.1 WO_3/HTiNbO_5纳米片复合物的合成 |
| 2.3.2 Fe_2O_3/HNbWO_6纳米片复合物的合成 |
| 2.3.3 光电化学性能测试 |
| 2.3.4 光催化性能评价 |
| 2.4 WO_3负载HTiNbO_5纳米片复合光催化剂 |
| 2.4.1 结构与形貌分析 |
| 2.4.2 比表面积和孔结构分析 |
| 2.4.3 元素组成和价态分析 |
| 2.4.4 光吸收性能和能带结构分析 |
| 2.4.5 光电化学性质分析 |
| 2.4.6 光催化性能评价 |
| 2.4.7 光催化机理 |
| 2.5 Fe_2O_3负载HNbWO_6纳米片复合光催化剂 |
| 2.5.1 结构与形貌分析 |
| 2.5.2 比表面积和孔结构分析 |
| 2.5.3 骨架结构分析 |
| 2.5.4 元素组成和价态分析 |
| 2.5.5 光吸收性能分析 |
| 2.5.6 光电化学性质分析 |
| 2.5.7 光催化活性和稳定性评价 |
| 2.5.8 光催化机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 不同形貌和结构H_4Nb_6O1_7的合成、表征及吸附脱硫性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 吸附脱硫评价方法和装置 |
| 3.3 脱硫剂的制备及性能评价 |
| 3.3.1 不同形貌和微结构H_4Nb_6O1_7的合成 |
| 3.3.2 脱硫性能评价方法 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 结构和形貌的分析 |
| 3.4.2 表面羟基分析 |
| 3.4.3 比表面积和孔径结构分析 |
| 3.4.4 吸附脱硫性能研究 |
| 3.4.5 吸附机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 过渡金属掺杂H_4Nb_6O_(17)纳米管的合成、表征及其脱硫性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 脱硫剂的制备和性能评价 |
| 4.2.1 不同含量Cr掺杂H_4Nb_6O_(17)纳米管的合成 |
| 4.2.2 Co/Fe共掺杂H_4Nb_6O1_7纳米管的合成 |
| 4.2.3 不同离子源Cu掺杂H_4Nb_6O_(17)纳米管的合成 |
| 4.2.4 脱硫性能评价方法 |
| 4.3 Cr掺杂H_4Nb_6O1_7纳米管脱硫剂 |
| 4.3.1 物相结构和配位环境分析 |
| 4.3.2 形貌和结构分析 |
| 4.3.3 比表面积和孔结构分析 |
| 4.3.4 官能团和骨架结构分析 |
| 4.3.5 元素组成和价态分析 |
| 4.3.6 碱性特征分析 |
| 4.3.7 脱硫性能评价 |
| 4.4 双金属Co/Fe共掺杂H_4Nb_6O_(17)纳米管脱硫剂 |
| 4.4.1 结构与形貌分析 |
| 4.4.2 骨架结构和官能团分析 |
| 4.4.3 比表面积和孔结构分析 |
| 4.4.4 元素组成和价态分析 |
| 4.4.5 脱硫性能评价 |
| 4.5 不同离子源的Cu掺杂H_4Nb_6O_(17)纳米管脱硫剂 |
| 4.5.1 结构与形貌分析 |
| 4.5.2 骨架结构和官能团分析 |
| 4.5.3 元素组成与价态分析 |
| 4.5.4 比表面积和孔径结构分析 |
| 4.5.5 碱性特征分析 |
| 4.5.6 脱硫性能评价 |
| 4.6 脱硫机理分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介和读研期间主要科研成果 |
（4）以TiO2为基制备光催化材料及对染料降解性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 TiO_2光催化研究背景及进展1 |
| 1.2 TiO_2的光催化机理1 |
| 1.3 影响催化剂活性的因素 |
| 1.3.1 半导体自身的因素 |
| 1.3.2 环境影响 |
| 1.4 TiO_2光催化剂的改性4 |
| 1.4.1 贵金属沉淀 |
| 1.4.2 表面光敏化 |
| 1.4.3 半导体复合 |
| 1.4.4 TiO_2金属离子掺杂 |
| 1.4.5 非金属元素的掺杂 |
| 1.5 TiO_2的共掺杂改性5 |
| 1.5.1 金属离子共掺杂 |
| 1.5.2 非金属离子共掺杂 |
| 1.5.3 金属离子与非金属离子共掺 |
| 1.6 纳米TiO_2的制备方法 |
| 1.6.1 固相法 |
| 1.6.2 沉淀法 |
| 1.6.3 溶胶-凝胶法 |
| 1.6.4 水热法 |
| 1.6.5 微乳法 |
| 1.6.6 气相法 |
| 1.7 纳米二氧化钛的运用 |
| 1.7.1 废水处理 |
| 1.7.2 气体净化 |
| 1.7.3 杀菌消毒 |
| 1.8 课题研究背景、意义以及研究内容 |
| 1.8.1 研究背景与意义 |
| 1.8.2 研究内容 |
| 1.8.3 技术路线 |
| 2 溶胶-凝胶法制备TiO_2掺杂CdS及其光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 CdS-TiO_2纳米复合材料的制备 |
| 2.2.3 样品的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 CdS-TiO_2的XRD |
| 2.3.2 CdS-TiO_2的UV-vis |
| 2.3.3 CdS-TiO_2的FT-IR |
| 2.3.4 CdS-TiO_2的SEM |
| 2.3.5 CdS-TiO_2的热分析(TG-DTG) |
| 2.3.6 不同煅烧温度的催化活性对比 |
| 2.3.7 不同煅烧时间的催化活性对比 |
| 2.3.8 不同投加量的催化活性对比 |
| 2.3.9 不同pH下的催化活性对比 |
| 2.3.10 不同掺杂量下的催化活性对比 |
| 2.3.11 不同光照强度下的催化活性对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 溶胶-凝胶法制备TiO_2掺杂BiPO_4及其光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 BiPO_4-TiO_2纳米复合材料的制备 |
| 3.2.3 样品的表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 BiPO_4-TiO_2的XRD |
| 3.3.2 BiPO_4-TiO_2的UV-vis |
| 3.3.3 BiPO_4-TiO_2的FT-IR |
| 3.3.4 BiPO_4-TiO_2的SEM |
| 3.3.5 BiPO_4-TiO_2的热分析(TG-DTG) |
| 3.3.6 不同煅烧温度的催化活性对比 |
| 3.3.7 不同投加量的催化活性对比 |
| 3.3.8 不同煅烧时间的催化活性对比 |
| 3.3.9 不同溶液pH下的催化活性对比 |
| 3.3.10 不同掺杂量下的催化活性对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 溶胶-凝胶法制备TiO_2共掺杂CdS与 BiPO_4及其光催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 CdS-BiPO_4-TiO_2纳米复合材料的制备 |
| 4.2.3 样品的表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 BCT的 XRD |
| 4.3.2 BCT的UV-vis |
| 4.3.3 BCT的 FT-IR |
| 4.3.4 BCT的 SEM |
| 4.3.5 BCT的热分析(TG-DTG) |
| 4.3.6 不同煅烧温度的催化活性对比 |
| 4.3.7 不同煅烧时间的催化活性对比 |
| 4.3.8 不同投加量的催化活性对比 |
| 4.3.9 不同溶液pH下的催化活性对比 |
| 4.3.10 不同掺杂量下的催化活性对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 四种催化剂材料的催化活性对比 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 结果讨论 |
| 5.2.1 pH对催化剂活性的影响 |
| 5.2.2 煅烧温度对催化剂活性的影响 |
| 5.2.3 投加量对催化剂活性的影响 |
| 5.2.4 掺杂量对催化剂活性的影响 |
| 5.2.5 四种光催化材料的降解效果对比 |
| 5.2.6 样品降解玫瑰红B的动力学 |
| 5.2.7 复合催化剂的重复利用 |
| 5.3 催化剂机理分析 |
| 5.3.1 CdS-TiO_2催化剂降解玫瑰红B机理分析 |
| 5.3.2 BiPO_4-TiO_2催化剂降解玫瑰红B机理分析 |
| 5.3.3 CdS-BiPO_4-TiO_2催化剂降解玫瑰红B机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（5）超薄结构光催化剂表/界面调控与CO2高效还原（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 绪论 |
| 2.1 半导体材料光催化还原CO_2的机理 |
| 2.2 CO_2光催化还原的反应路径 |
| 2.3 CO_2光催化还原产物来源的确定 |
| 2.4 光催化还原CO_2半导体材料研究进展 |
| 2.4.1 金属氧化物和多金属氧化物光催化剂 |
| 2.4.2 金属硫化物光催化剂 |
| 2.4.3 聚合物光催化剂 |
| 2.4.4 金属-有机框架(MOFs)光催化剂 |
| 2.4.5 其它光催化剂 |
| 2.5 光催化还原CO_2性能调控策略研究进展 |
| 2.5.1 元素掺杂改变半导体能带结构 |
| 2.5.2 表面空位增强半导体催化活性 |
| 2.5.3 催化剂界面结构调控提高CO_2光催化性能 |
| 2.6 目前光催化还原CO_2面临的主要问题和挑战 |
| 2.7 论文选题目的及研究内容 |
| 2.7.1 选题目的 |
| 2.7.2 研究内容 |
| 3 实验药品、仪器及表征方法 |
| 3.1 实验药品 |
| 3.2 实验仪器 |
| 3.3 表征方法 |
| 4 光诱导氢扩散进出富缺陷超薄TiO_2提升还原CO_2性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料的制备 |
| 4.2.1 超薄TiO_2结构的制备 |
| 4.2.2 富氧空位超薄TiO_2结构的制备 |
| 4.2.3 CO_2光催化还原测试 |
| 4.2.4 DFT理论计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 富氧空位超薄TiO_2光催化剂的结构表征 |
| 4.3.2 富氧空位超薄TiO_2光催化剂光电性质表征 |
| 4.3.3 富氧空位超薄TiO_2光催化剂还原CO_2性能 |
| 4.3.4 氢扩散进出富氧空位超薄TiO_2结构的机制 |
| 4.3.5 富氧空位TiO_2光催化还原CO_2机理的研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 光诱导TiO_2@BiOCl界面重构加速CO_2向CH_4选择性转化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光催化剂的制备 |
| 5.2.1 超薄TiO_2结构的制备 |
| 5.2.2 超薄TiO_2@BiOCl复合光催化剂的制备 |
| 5.2.3 CO_2光催化还原测试 |
| 5.2.4 原位红外研究光催化还原CO_2过程 |
| 5.2.5 TiO_2@BiOCl催化过程中界面电子输运机制理论计算思路 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 TiO_2@BiOCl复合光催化剂的结构表征 |
| 5.3.2 TiO_2@BiOCl复合光催化剂的光电性质表征 |
| 5.3.3 TiO_2@BiOCl复合光催化剂还原CO_2性能 |
| 5.3.4 光诱导氢扩散进出富缺陷超薄TiO_2结构 |
| 5.3.5 光诱导Bi~0单原子的产生重构BiOCl-Bi~0-TiO_2复合光催化剂 |
| 5.3.6 Bi~0原子和氢填充的氧空位在光催化还原CO_2中的作用 |
| 5.3.7 TiO_2@BiOCl复合光催化剂还原CO_2机理的研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 界面强配位超薄TiO_2@NH_2-MIL1O1(Cr)用于还原CO_2 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 TiO_2@NH_2-MIL101(Cr)的制备 |
| 6.2.1 超薄锐钛矿TiO_2结构的制备 |
| 6.2.2 超薄TiO_2@NH_2-MIL101(Cr)的制备 |
| 6.2.3 CO_2光催化还原测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 TiO_2@NH_2-MIL101(Cr)的结构表征 |
| 6.3.2 TiO_2@NH_2-MIL101(Cr)的光电性质表征 |
| 6.3.3 TiO_2@NH_2-MIL101(Cr)还原CO_2性能及催化机理的研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）TiO2/伊利石复合材料的制备及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 二氧化钛光催化概述 |
| 1.2.1 TiO_2晶体结构 |
| 1.2.2 TiO_2光催化机理 |
| 1.2.3 TiO_2在光催化中的应用 |
| 1.3 纳米二氧化钛的制备 |
| 1.3.1 物理法 |
| 1.3.2 化学法 |
| 1.4 纳米二氧化钛的改性研究 |
| 1.4.1 离子掺杂 |
| 1.4.2 纳米二氧化钛固载化 |
| 1.5 选题意义及研究内容 |
| 第二章 二氧化钛纳米溶胶液的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 主要原料及仪器 |
| 2.2.2 纳米二氧化钛溶胶液的制备 |
| 2.2.3 二氧化钛纳米溶胶液的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 加水量对TiO_2纳米溶胶液的影响 |
| 2.3.2 冰乙酸对纳米TiO_2溶胶液的影响 |
| 2.3.3 硝酸对TiO_2纳米溶胶液的影响 |
| 2.3.4 乙醇对TiO_2纳米溶胶液的影响 |
| 2.3.5 纳米TiO_2粉体的表征 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 第三章 TiO_2/伊利石复合光催化材料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 主要原料及仪器 |
| 3.2.2 二氧化钛/伊利石复合光催化剂的制备 |
| 3.2.3 二氧化钛/伊利石复合光催化材料的表征 |
| 3.2.4 二氧化钛/伊利石复合材料的光催化性能测试 |
| 3.2.5 TiO_2/伊利石复合材料的稳定性 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 伊利石原料分析 |
| 3.3.2 伊利石负载量对TiO_2/伊利石复合光催化剂的影响 |
| 3.3.3 煅烧温度对TiO_2/伊利石复合光催化剂的影响 |
| 3.3.4 煅烧时间对TiO_2/伊利石复合光催化剂的影响 |
| 3.3.5 催化剂用量对催化效果的影响 |
| 3.3.6 亚甲基蓝浓度对催化效果的影响 |
| 3.3.7 TiO_2/伊利石复合光催化剂的形貌表征 |
| 3.3.8 TiO_2/伊利石复合光催化剂的稳定性能研究 |
| 3.3.9 TiO_2/伊利石复合光催化剂的光催化机理 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 第四章 Cu~(2+)掺杂TiO_2/伊利石复合光催化材料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 主要原料及仪器 |
| 4.2.2 Cu~(2+)掺杂TiO_2/伊利石复合光催化剂的制备 |
| 4.2.3 Cu~(2+)掺杂TiO_2/伊利石复合光催化材料的表征 |
| 4.2.4 Cu~(2+)掺杂TiO_2/伊利石复合材料的光催化性能测试 |
| 4.2.5 Cu~(2+)掺杂TiO_2/伊利石复合材料的稳定性 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 铜掺杂量对复合光催化剂的影响 |
| 4.3.2 煅烧温度对复合光催化剂的影响 |
| 4.3.3 煅烧时间对复合光催化剂的影响 |
| 4.3.4 催化剂用量对催化效果的影响 |
| 4.3.5 亚甲基蓝浓度对催化效果的影响 |
| 4.3.6 Cu~(2+)掺杂TiO_2/伊利石复合光催化剂的形貌表征 |
| 4.3.7 Cu~(2+)掺杂TiO_2/伊利石复合光催化剂的稳定性能研究 |
| 4.3.8 Cu~(2+)掺杂TiO_2/伊利石复合光催化剂与P25 的光催化性能对比 |
| 4.3.9 Cu~(2+)掺杂TiO_2/伊利石复合光催化剂的光催化机理 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 硕士学位期间发表论文情况说明 |
| 致谢 |
（7）生物炭基光催化剂的制备、性能及环境应用研究进展（论文提纲范文）
| 1 生物炭基光催化剂的制备方法 |
| 1.1 sol-gel法 |
| 1.2 超声法 |
| 1.3 水热/溶剂热法 |
| 1.4 水解法 |
| 1.5 焙烧法 |
| 1.6 沉淀法 |
| 1.7 热缩聚法 |
| 2 催化性能及机理 |
| 2.1 吸附 |
| 2.2 光生电子-空穴对有效分离 |
| 2.3 降低带隙能 |
| 2.4 促进电子转移 |
| 3 生物炭基光催化剂的应用 |
| 3.1 染料 |
| 3.2 PPCPs |
| 3.3 酚类 |
| 3.4 金属离子氧化还原 |
| 3.5 氨氮 |
| 4 结语 |
（8）还原氧化石墨烯、贵金属用于提升两种典型光催化剂反应活性的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光催化研究背景 |
| 1.2 光催化应用 |
| 1.2.1 光催化在降解污染物方面的应用 |
| 1.2.2 光催化在光解水产氢方面的应用 |
| 1.2.3 光催化在消毒杀菌方面的应用 |
| 1.3 光催化反应原理及影响因素 |
| 1.3.1 反应原理 |
| 1.3.2 影响因素 |
| 1.4 提升光催化活性的研究进展 |
| 1.4.1 单组分光催化材料的改性 |
| 1.4.2 复合助催化剂 |
| 1.5 本论文的选题思路、意义及结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 主要试剂及仪器 |
| 2.1.1 主要试剂 |
| 2.1.2 主要实验设备 |
| 2.2 样品的制备 |
| 2.3 样品的表征 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.4 紫外-可见光(UV-Vis)吸收-漫反射光谱 |
| 2.3.5 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.6 比表面积(BET) |
| 2.3.7 激光拉曼光谱(Raman spectra) |
| 2.3.8 紫外-可见荧光光谱(PL) |
| 2.3.9 光电性能 |
| 2.4 样品光催化性能测试 |
| 2.4.1 光催化降解性能测试 |
| 2.4.2 光催化产氢性能测试 |
| 第三章 掺杂rGO/改性TiO_2光催化材料的制备及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 硼掺杂rGO/金红石相TiO_2纳米棒光催化材料的制备 |
| 3.2.2 氮掺杂rGO/八面体状锐钛矿相TiO_2光催化材料的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 硼掺杂rGO/金红石相TiO_2纳米棒光催化材料的性能研究 |
| 3.3.2 氮掺杂rGO/八面体状锐钛矿相TiO_2光催化材料的性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 贵金属/改性g-C_3N_4光催化材料的制备及其性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Ag纳米颗粒/石墨烯状g-C_3N_4光催化材料的制备 |
| 4.2.2 Au纳米颗粒/P掺杂g-C_3N_4光催化材料的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Ag纳米颗粒/石墨烯状g-C_3N_4光催化材料的性能研究 |
| 4.3.2 Au纳米颗粒/P掺杂g-C_3N_4光催化材料的性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 rGO/薄层状g-C_3N_4/Au纳米颗粒光催化材料的制备及其性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 物相与结构表征 |
| 5.3.2 光吸收特性表征 |
| 5.3.3 光催化性能表征 |
| 5.3.4 光电性质表征 |
| 5.3.5 光催化机理探究 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 不足与展望 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（9）负载方式和负载体对TiO2性能影响的研究进展（论文提纲范文）
| 1 负载方式对TiO2光催化性能影响的研究现状 |
| 1.1 粉体烧结法 |
| 1.2 偶联剂法 |
| 1.3 溶胶-凝胶法 |
| 1.4 水热法 |
| 1.5 化学气相沉积法 |
| 1.6 不同负载方式制备TiO2研究比较 |
| 2 不同TiO2负载体的研究现状 |
| 2.1 活性炭负载体 |
| 2.2 石墨烯负载体 |
| 2.3 碳纳米管负载体 |
| 2.4 蒙脱土负载体 |
| 2.5 硅胶负载体 |
| 2.6 壳聚糖负载体 |
| 2.7 不同负载体负载TiO2研究比较 |
| 3 结 语 |
（10）负载TiO2多孔介质光催化净化室内甲醛试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.1.1 室内空气质量现状 |
| 1.1.2 甲醛的危害 |
| 1.2 甲醛净化方法 |
| 1.2.1 甲醛净化方法概况 |
| 1.2.2 多孔介质吸附技术简介 |
| 1.2.3 TiO_2光催化技术简介 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.4 课题研究目的及意义 |
| 1.5 课题研究内容 |
| 2 复合光催化剂光催化性能试验研究平台 |
| 2.1 试验台主要设备及试剂 |
| 2.2 试验系统搭建 |
| 2.3 试验系统运行 |
| 2.4 甲醛去除效率计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 复合光催化剂的制备及表征 |
| 3.1 载体材料的选择 |
| 3.2 TiO_2/AC、TiO_2/ZMS以及硝酸改性TiO_2/AC、TiO_2/ZMS的制备 |
| 3.2.1 TiO_2光催化剂的制备 |
| 3.2.2 TiO_2/AC复合光催化剂的制备 |
| 3.2.3 TiO_2/ZMS复合光催化剂的制备 |
| 3.2.4 HNO_3改性活性炭的制备 |
| 3.3 复合光催化剂样品表征方法及仪器 |
| 3.3.1 X射线衍射衍射结构分析(XRD) |
| 3.3.2 扫描电镜表面形貌特征分析(SEM-EDS) |
| 3.3.3 比表面与孔隙度分析(BET) |
| 3.4 复合光催化剂表征分析 |
| 3.4.1 合成的TiO_2形貌结构分析 |
| 3.4.2 活性炭及负载TiO_2形貌结构分析 |
| 3.4.3 粉煤灰沸石分子筛及负载TiO_2形貌结构分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 复合光催化剂光催化性能分析 |
| 4.1 活性炭、改性活性炭及负载TiO_2光催化性能分析 |
| 4.1.1 硝酸改性活性炭的优选 |
| 4.1.2 活性炭吸附性能分析 |
| 4.1.3 复合光催化剂TiO_2/AC和 TiO_2/AC-4 净化性能分析 |
| 4.1.4 复合光催化剂TiO_2/AC和 TiO_2/AC-4 光催化性能分析 |
| 4.1.5 湿度对复合光催化剂TiO_2/AC和 TiO_2/AC-4 光催化性能的影响 |
| 4.2 粉煤灰沸石分子筛及负载TiO_2光催化性能分析 |
| 4.2.1 粉煤灰沸石分子筛吸附性能分析 |
| 4.2.2 复合光催化剂TiO_2/ZMS净化性能分析 |
| 4.2.3 复合光催化剂TiO_2/ZMS光催化性能分析 |
| 4.2.4 室内空气湿度对复合光催化剂光催化性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
四、Photocatalytic properties of TiO_2 bonded active carbon composites prepared by SOL-GEL（论文参考文献）
- [1]生物质碳/二氧化钛复合材料的制备及光催化性能研究[D]. 高昕. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]锑基或钛基光催化剂制备及其对水环境中抗生素的降解研究[D]. 韩秀萍. 西安理工大学, 2021
- [3]铌基功能纳米材料的构建及其环境净化性能研究[D]. 朱继超. 安徽理工大学, 2021(02)
- [4]以TiO2为基制备光催化材料及对染料降解性能研究[D]. 张哲伟. 常州大学, 2021(01)
- [5]超薄结构光催化剂表/界面调控与CO2高效还原[D]. 李荣洁. 北京科技大学, 2021(08)
- [6]TiO2/伊利石复合材料的制备及其光催化性能研究[D]. 金秀颖. 延边大学, 2021(02)
- [7]生物炭基光催化剂的制备、性能及环境应用研究进展[J]. 张鹏会,李艳春,胡怀生,齐慧丽,胡浩斌. 化工进展, 2022(01)
- [8]还原氧化石墨烯、贵金属用于提升两种典型光催化剂反应活性的研究[D]. 李昊. 兰州大学, 2021(09)
- [9]负载方式和负载体对TiO2性能影响的研究进展[J]. 孙嘉敏,张彧涵,陈学濡,贺彬烜,蒋恩臣,简秀梅. 广州化工, 2020(22)
- [10]负载TiO2多孔介质光催化净化室内甲醛试验研究[D]. 王嘉琦. 内蒙古科技大学, 2020