B/C/N摻雜的復合型光催化劑的制備及其降解性能的研究
發(fā)布時間：2020-12-08 18:57
光催化技術(shù)作為一種清潔、高效、環(huán)保的催化氧化還原技術(shù),可利用太陽光作為光源針對性地降解廢水或廢氣中的有機污染物。在諸多光催化材料中,TiO2憑借無毒無害、高效清潔、制備方便以及穩(wěn)定性好的優(yōu)勢成為研究的重點。但是TiO2的應用受兩方面的制約:禁帶寬度較寬限制了催化劑對較大波長的光的利用;光生載流子易復合,使得催化劑的光量子效率較低。本文利用B、C、N對TiO2進行三元素摻雜改性,拓寬了催化劑的光響應范圍。在此基礎(chǔ)上,一方面利用Ag摻雜改善了光生載流子復合的問題,提高了催化劑的光催化性能;另一方面通過加入油酸/油胺作為封端劑進行催化劑晶面調(diào)控,構(gòu)造了異相界面異質(zhì)結(jié),同樣改善了光生載流子復合的問題,提高了催化劑的光催化性能。論文主要由以下三部分構(gòu)成:（1）B-C-N-TiO2催化劑的制備及其降解性能的研究利用硼酸、葡萄糖、氨水分別作為B源、C源、N源對TiO2催化劑進行三元素摻雜改性,制備了B-C-N-TiO2催化劑。對制備的催化劑進行了X射線衍射（XRD）、掃...
【文章來源】：青島科技大學山東省
【文章頁數(shù)】：94 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
TiO2光催化機理
用相應的硝酸鹽溶液浸漬 TiO2，從而將過渡金屬物質(zhì) Cr，Co，Ni，Cu 摻雜iO2內(nèi)。并且研究表明，過渡金屬物質(zhì)多以氧化態(tài)形式存在，高度分散在 TiO上。經(jīng)過比較分析得四種物質(zhì)摻雜之后的 TiO2催化劑的光催化活性高低順序u>Ni>Cr≈Co。由于摻入的金屬離子功函數(shù)及離子半徑的影響使得不同金屬離雜制備的催化劑具有不同的光催化活性。Qianfei Zhao 等人[67]利用 Li，Na，F(xiàn)e，Co 進行 TiO2的摻雜改性。研究表明，金屬離子的摻入拓寬了 TiO2催化光響應范圍，促進了光生電子（e-）及空穴（h+）的產(chǎn)生。并且金屬離子的促進了晶相轉(zhuǎn)變的發(fā)生。此外，金屬離子的摻入還可以促進 Ti3+的形成這有提高光生載流子的分離效率，從而進一步提高 TiO2催化劑的光催化活性。 貴金屬沉積由于 TiO2催化劑逸出功一般比貴金屬小，當貴金屬與 TiO2催化劑接觸時，電子從 TiO2催化劑流入貴金屬，在 TiO2催化劑表面層內(nèi)形成一個由帶正電移動的雜質(zhì)離子組成的空間電荷區(qū)，在此區(qū)中存在一個由 TiO2催化劑指向貴的電場，從而阻止 TiO2催化劑中的電子繼續(xù)流入貴金屬。此空間電荷區(qū)即為基結(jié)。
B/C/N 摻雜的復合型光催化劑的制備及其降解性能的研究作用下，催化劑光生載流子分離速率變快，光催化效率提人[68]使用貴金屬 Ag、Au、Pd、Pt 對 TiO2催化劑進行沉積2催化劑經(jīng)改性之后其光催化活性較 TiO2催化劑有極大的提等人[69]利用超聲輔助溶膠-凝膠法制得貴金屬改性 TiO2催化屬沉積可增加吸附位點的數(shù)量并可提高光生載流子的分離效化劑的光催化活性。并且貴金屬具有等離子體特性，由于等化劑的光催化活性得到進一步提高。體復合
【參考文獻】：
期刊論文
[1]溶膠-凝膠工藝在材料科學中的應用分析[J]. 黃澤. 技術(shù)與市場. 2017(11)
[2]水熱法制備納米二氧化鈦的研究進展[J]. 殷婷婷,王國宏,韓德艷,徐凜,陳晨,陳泳洲. 廣州化工. 2012(05)
[3]火焰化學氣相沉積法制備氮摻雜納米TiO2研究[J]. 吳金玲,謝洪勇,楊海峰. 中國粉體技術(shù). 2011(02)
[4]納米二氧化鈦的水熱制備及光催化研究進展[J]. 張晶,張亞萍,于濂清,鐘曉亮. 無機鹽工業(yè). 2010(09)
[5]芳烴污染空氣光催化凈化材料研究進展與展望[J]. 陳旬,王緒緒,付賢智. 中國材料進展. 2010(01)
[6]高比表面積二氧化鈦制備研究新進展[J]. 孟慶磊,劉百軍. 無機鹽工業(yè). 2009(08)
[7]納米二氧化鈦光催化機理及應用分析[J]. 李金田,耿世彬. 潔凈與空調(diào)技術(shù). 2006(01)
[8]TiO2光催化降解含氯有機廢氣實驗研究[J]. 顧巧濃,卓明,陳嬌領(lǐng),黃立維. 浙江工業(yè)大學學報. 2004(05)
[9]負載型TiO2/玻璃彈簧的光催化殺菌作用[J]. 曾熾濤,陳愛平,陳愛華,劉偉,戴智銘. 催化學報. 2003(07)
[10]印染廢水處理技術(shù)的研究進展[J]. 張宇峰,滕潔,張雪英,王曉軍,徐炎華. 工業(yè)水處理. 2003(04)
本文編號：2905529
【文章來源】：青島科技大學山東省
【文章頁數(shù)】：94 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
TiO2光催化機理
用相應的硝酸鹽溶液浸漬 TiO2，從而將過渡金屬物質(zhì) Cr，Co，Ni，Cu 摻雜iO2內(nèi)。并且研究表明，過渡金屬物質(zhì)多以氧化態(tài)形式存在，高度分散在 TiO上。經(jīng)過比較分析得四種物質(zhì)摻雜之后的 TiO2催化劑的光催化活性高低順序u>Ni>Cr≈Co。由于摻入的金屬離子功函數(shù)及離子半徑的影響使得不同金屬離雜制備的催化劑具有不同的光催化活性。Qianfei Zhao 等人[67]利用 Li，Na，F(xiàn)e，Co 進行 TiO2的摻雜改性。研究表明，金屬離子的摻入拓寬了 TiO2催化光響應范圍，促進了光生電子（e-）及空穴（h+）的產(chǎn)生。并且金屬離子的促進了晶相轉(zhuǎn)變的發(fā)生。此外，金屬離子的摻入還可以促進 Ti3+的形成這有提高光生載流子的分離效率，從而進一步提高 TiO2催化劑的光催化活性。 貴金屬沉積由于 TiO2催化劑逸出功一般比貴金屬小，當貴金屬與 TiO2催化劑接觸時，電子從 TiO2催化劑流入貴金屬，在 TiO2催化劑表面層內(nèi)形成一個由帶正電移動的雜質(zhì)離子組成的空間電荷區(qū)，在此區(qū)中存在一個由 TiO2催化劑指向貴的電場，從而阻止 TiO2催化劑中的電子繼續(xù)流入貴金屬。此空間電荷區(qū)即為基結(jié)。
B/C/N 摻雜的復合型光催化劑的制備及其降解性能的研究作用下，催化劑光生載流子分離速率變快，光催化效率提人[68]使用貴金屬 Ag、Au、Pd、Pt 對 TiO2催化劑進行沉積2催化劑經(jīng)改性之后其光催化活性較 TiO2催化劑有極大的提等人[69]利用超聲輔助溶膠-凝膠法制得貴金屬改性 TiO2催化屬沉積可增加吸附位點的數(shù)量并可提高光生載流子的分離效化劑的光催化活性。并且貴金屬具有等離子體特性，由于等化劑的光催化活性得到進一步提高。體復合
【參考文獻】：
期刊論文
[1]溶膠-凝膠工藝在材料科學中的應用分析[J]. 黃澤. 技術(shù)與市場. 2017(11)
[2]水熱法制備納米二氧化鈦的研究進展[J]. 殷婷婷,王國宏,韓德艷,徐凜,陳晨,陳泳洲. 廣州化工. 2012(05)
[3]火焰化學氣相沉積法制備氮摻雜納米TiO2研究[J]. 吳金玲,謝洪勇,楊海峰. 中國粉體技術(shù). 2011(02)
[4]納米二氧化鈦的水熱制備及光催化研究進展[J]. 張晶,張亞萍,于濂清,鐘曉亮. 無機鹽工業(yè). 2010(09)
[5]芳烴污染空氣光催化凈化材料研究進展與展望[J]. 陳旬,王緒緒,付賢智. 中國材料進展. 2010(01)
[6]高比表面積二氧化鈦制備研究新進展[J]. 孟慶磊,劉百軍. 無機鹽工業(yè). 2009(08)
[7]納米二氧化鈦光催化機理及應用分析[J]. 李金田,耿世彬. 潔凈與空調(diào)技術(shù). 2006(01)
[8]TiO2光催化降解含氯有機廢氣實驗研究[J]. 顧巧濃,卓明,陳嬌領(lǐng),黃立維. 浙江工業(yè)大學學報. 2004(05)
[9]負載型TiO2/玻璃彈簧的光催化殺菌作用[J]. 曾熾濤,陳愛平,陳愛華,劉偉,戴智銘. 催化學報. 2003(07)
[10]印染廢水處理技術(shù)的研究進展[J]. 張宇峰,滕潔,張雪英,王曉軍,徐炎華. 工業(yè)水處理. 2003(04)
本文編號：2905529
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