二氧化钛论文：二氧化钛 合成 掺杂 光催化 抗菌性 紫外光 可见光

二氧化钛论文：纳米TiO_2光催化剂的掺杂及其性质研究

【中文摘要】Ti02光催化材料由于具备活性高、价格低廉、性质稳定等特性已经成为21世纪在环境净化、水体处理等方面开发应用比较有价值的材料。但是具有较高活性的锐钛矿晶型二氧化钛的禁带宽度约为3.2eV,使得活性二氧化钛在实际中的应用受到了很大限制。另外,由于合成的二氧化钛被光激发所产生的电子和空穴的高重新复合率,使得其对污染物质的光催化效率不高(量子产率低下)。提高Ti02的光催化效率及光响应范围的方法及手段很多,主要有半导体复合、染料敏化、贵金属沉积、离子掺杂和双元素共掺杂。由此,本论文通过不同的方法合成不同掺杂二氧化钛光催化材料,以一些分析手段来评价掺杂二氧化钛的物理化学性质。具体研究内容和结果如下：(1)以钛醇盐的水解法和溶胶-凝胶法合成纯二氧化钛和掺杂二氧化钛,且研究加水量对凝胶形成的影响。通过正交实验的方法研究了加水量对钛醇盐水解及形成凝胶的影响,确定了凝胶-凝胶法合成纳米Ti02光催化材料的最优配比为：M钛酸丁酯:M无水乙醇:M冰醋酸:M去离子水=1:18:2:3.5(摩尔比),并以同样的方法确定了钛酸丁酯的水解条件。(2)利用钛醇盐的水解法制备了一系列Nd和I掺杂Ti02光催化材料,Nd和I掺...

【英文摘要】Because of high activity, low prices and stable of TiO2 photocatalytic material, it has become more valuable materials in the 21st century. It can be applicated in the

purification, water treatment and other aspects in our environment. But the band gap of titanium dioxide is about 3.2eV, this result the practical application of it has been greatly restricted. In addition, titanium dioxide could produce electron and hole by excitate of light, but the recombination rate of electron and hole are very high whic...

【关键词】二氧化钛 合成 掺杂 光催化 抗菌性 紫外光 可见光 【英文关键词】TiO_2 synthesis doping photocatalysis mold resistance ultraviolet light visible light

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【目录】纳米TiO_2光催化剂的掺杂及其性质研究4-611

Abstract6-7

第1章 绪论11-23

摘要1.1 引言

1.2 TiO_2的光催化机理11-13

13-15

1.3 纳米TiO_2光

催化剂的制备方法13-1414

1.3.1 化学沉淀法

1.3.3 水热法

1.4 纳米TiO_2光催化存在

1.3.2 溶胶-凝胶法141.3.4 微乳液法14-15

的主要问题15-1615高16

1.4.1 自然资源”太阳光”的利用

1.4.3 量子效率的提

1.5.1

1.4.2 TiO_2的固定化15-16

1.5 纳米TiO_2光催化剂的改性16-19

TiO_2光催化材料的半导体复合16染料敏化16-17

1.5.2 TiO_2光催化材料的

1.5.3 TiO_2光催化材料的贵金属成沉积

171.5.4 TiO_2光催化材料的离子掺杂17-191.5.5

双元素共掺杂19前景19-2119-2020-2121-23

1.6 纳米TiO_2光催化剂的研究现状及应用1.6.1 纳米TiO_2光催化材料的研究概况

1.6.2 纳米TiO_2光催化材料的应用前景1.7 本文的技术路线及主要研究内容1.7.1 本文的技术路线21

1.7.2 本文的主要研

究内容21-23的选择23-3024

第2章 纳米TiO_2的合成条件及性质研究方法2.1 引言23-24

2.2 实验试剂及仪器

2.3

2.2.1 实验试剂24

24-26

2.2.2 实验仪器242.3.1 溶胶-凝胶法

TiO_2合成条件的选取24-26

2.3.2 钛酸丁酯水解法26

26-29

2.4 TiO_2光催化剂

的性质分析方法选取分析26-2727-29

2.4.1 TiO_2光催化剂的物理性质

2.4.2 TiO_2光催化剂的光催化活性的评价方法2.5 本章小结29-30

第3章 Nd和I共掺杂纳米3.1 引言30-31

3.2 实

TiO_2制备及其性质研究30-47验部分31-3431

3.2.1 实验试剂313.2.2 实验仪器

3.2.4

3.2.3 Nd和I掺杂光催化材料的制备31-32

32-33

光催化材料的表征评价33-34的表征34-4040-45

3.2.5 光催化材料的光催化活性的

3.3.1 光催化材料

3.3 结果与讨论34-45

3.3.2 光催化材料的光催化活性的评价

第4章 Nd和F共掺杂纳米4.1 引言47-48

4.2 实

3.4 本章小结45-47

TiO_2制备及其性质研究47-60

验部分48-5148-49

4.2.1 实验试剂484.2.2 实验仪器

4.2.4

4.2.3 Nd和F掺杂光催化材料的制备49

49-50

光催化材料的表征评价50-51

4.2.5 光催化材料的光催化活性的

4.3.1 TiO_2光催化

4.3 结果与讨论51-59

剂的物理性质51-5555-5960-6262-63果71

4.3.2 TiO_2光催化剂的光催化活性测试

第5章 结论与展望5.2 展望61-62

致谢

4.4 本章小结59-605.1 结论60-61参考文献63-71

附录:攻读硕士学位期间研究成