一、二氧化钛光催化剂的掺杂改性（论文文献综述）
任轶轩[1]（2021）在《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》文中研究说明随着对二氧化钛研究的深入,人们发现二氧化钛的应用前景十分广阔,尤其在用于环境有机废水的光催化降解方面表现出很高的应用价值。纳米二氧化钛具有催化活性高、无毒害、环境友好等特点,在光催化领域拥有其它材料无可比拟的优势。近年来,研究者致力于提高二氧化钛光催化材料的性能、降低成本、负载化应用技术研究等方面的工作。本论文创新优化二氧化钛实验室制备工艺,从经济性出发,采用相对廉价易得的原料及相对简单的工艺制备性能良好的锐钛矿纳米TiO2,探索研究掺杂改性、负载改性等提高光催化性能的方法,制备磁性三元复合光催化材料,实现了光催化剂废水处理过程的循环利用。研究通过光谱分析、电镜分析、光电性能及磁性能检测等表征手段,对制备的材料进行物性表征,采用标准光催化降解探针反应表征所制得样品光催化性能,研究分析其作用机理。具体内容如下:（1）通过改进的溶胶凝胶水热法成功制备出了纳米锐钛矿型TiO2,通过多组单因素实验,确定该种方法下制备的最佳工艺参数,即前驱体加水量为3 m L,p H=6,水热温度为120℃,水热时间为18 h。该制备方法原料简单不添加模板剂或表面活性剂,实验条件温和,省去高温焙烧相变过程,且制备的样品颗粒细小均匀,光催化活性相较市售P25光催化剂有明显提高;（2）对TiO2的性能的优化改善方面,目前主要有掺杂和负载两类方法,在改进溶胶凝胶水热法基础上,以尿素为氮源,引入N原子改性纳米二氧化钛,对比分析发现改性后二氧化钛光催化剂结晶度增高、光响应范围扩大,光催化性能增强;以SSZ-13分子筛为载体,对纳米TiO2进行负载化研究,负载后的材料对废水中有机污染物具有吸附富集效果,光催化降解效率更高;（3）利用磁性颗粒在磁场环境下易于回收的特点,采用超声辅助水热法制备了磁性SSZ-13分子筛负载TiO2的三元复合光催化剂材料,磁性纳米Fe3O4的加入不会破坏分子筛的原有结构,在复合材料样品降解实验以外还增添了回收循环实验,实验结果表明,材料各成分之间通过协同作用使光催化性能提高的同时还能高效回收,平均回收率达90%,4次循环降解实验去除率仍可达到79.6%。
姜英宇[2]（2021）在《银修饰氮掺杂二氧化钛纳米材料的制备及光催化性能研究》文中指出现今能源匮乏和环境污染成为威胁我们正常生存和未来发展的两大重要问题。二氧化钛（Ti O2）作为一种优秀的半导体材料,在太阳能,生物医学,治理污水,以及净化空气等领域都有很大潜力。但是Ti O2的禁带宽度（3.2e V）较宽,只对紫外光响应,而紫外光仅占太阳光的4%;且Ti O2受光激发产生的电子空穴对极易复合,这两方面的缺点在光催化等限制了Ti O2的应用。有研究表明使用特殊形貌的Ti O2及对Ti O2进行掺杂改性可以解决以上两个问题。主要研究了如下工作:（1）以钛酸四正丁酯为钛源,浓氨水为沉降剂和氮源,运用水热法制备出含有氧空位的氮掺杂二氧化钛（N-Ti O2）纳米材料,并考察了水热温度等因素对材料结构及光催化性能方面的影响。采用XRD、XPS、SEM、TEM等分析手段,对材料的晶型、形貌、结构和表面特性等各个方面进行了表征研究,苯酚作为较难矿化的有机污染物之一具有一定的代表性,因此以苯酚为目标污染物,通过对苯酚的去除率和矿化率的研究证明材料的光催化降解的苯酚性能的改善及其矿化能力的增强。结果显示,所制备的材料为锐钛矿Ti O2纳米棒和纳米颗粒的混合物,N元素有效掺杂进入Ti O2晶格中,同时晶格中存在一定量氧空位。水热温度为210℃时制备的含有氧空位的氮掺杂二氧化钛材料在可见光照射5h后,对苯酚的去除率以及对矿化率分别为83.67%、32.16%,同样,紫外光条件下为100%、80.68%,表明在紫外光下苯酚更易被矿化为二氧化碳和水,而在可见光下苯酚的矿化率较低,存在较多的中间产物。重复使用性能试验结果表明,重复使用5次后仍可维持一定的去除能力。（2）通过正交试验和单因素试验选择最佳条件,采用水热法制备出含有氧空位的银修饰氮掺杂二氧化钛（Ag/N-Ti O2）复合纳米材料。利用表征测试手段进行表征和分析。并以苯酚为目标污染物研究降解过程中,中间产物对光催化性能的影响。结果表明掺杂氮和贵金属银之后,材料的光催化活性有所提高,当n（Ti）:n（N）:n（Ag）=1∶0.45∶0.32时,所制备出的材料光催化性能最佳,材料的光催化反应符合一级反应动力学方程,表明其在环境净化实际应用中的巨大潜力。在可见光和紫外光下Ag/N-Ti O2具有较高的光催化活性,在可见光下5h内对苯酚的降解率达到80.8%,是Ti O2的2倍。在2h的紫外光下,降解率达到99.3%。在苯酚的光催化矿化过程中,羟基自由基（·OH）对反应的抑制作用最强,并证明在可见光照射下的反应中,大多数未矿化的中间产物是邻苯二酚和对苯二酚。（3）前期工作中采用生物模板法和水热法两种制备方法合成了Ag/N-Ti O2一系列复合材料。其中水热法制备的Ag/N-Ti O2复合纳米材料和生物模板法制备的Ag/N-Ti O2相比,对苯酚具有较好光催化去除效果和优良的矿化能力。依据第2、3章的研究结果,选择以水热法制备的光催化降解苯酚性能最佳的Ag/N-Ti O2复合材料作为光催化材料。研究了Ag/N-Ti O2复合材料在不同光强、污染物浓度、光催化剂用量等条件下光催化降解乙醛的性能及规律。
洪星星[3]（2021）在《红色TiO2的制备及光生电荷分离特性研究》文中研究指明光催化可以有效利用太阳能将水分解为氢气、降解污染物、还原二氧化碳等,是缓解能源与环境问题包括温室效应等的有潜力的手段。光催化核心目标在于开发高太阳能转化效率、高稳定性的低成本光催化剂。依据光催化反应的基本步骤,光吸收是先决条件,直接决定转换效率的上限;光生载流子的分离则是控制光催化活性的中心环节。本论文研究工作围绕TiO2基光催化材料的分解水展开。针对TiO2无可见光响应以及光生电荷分离驱动力不足的问题,一方面通过调控掺杂剂的空间分布来获得均相掺杂的红色TiO2,实现带对带特性可见光的全谱强吸收;另一方面,通过精确控制掺杂剂浓度来调节表面带弯,实现对光生载流子迁移行为的调控使之具备可见光下不同的氧化还原性能;最后,通过构筑异质结构,调制红色二氧化钛中的光生电子和光生空穴的迁出速率,进一步提升红色二氧化钛光生电荷的分离能力及稳定性。为调控宽带隙半导体的可见光吸收及光生电荷迁移提供依据。均相B/N共掺杂红色TiO2光催化剂的制备与分解水特性研究。通过水热法制备出预先均相B掺杂TiO2微米球,随后通过惰性气氛中低温热解尿素氮源进行氮掺杂。均相氮掺杂使二氧化钛价带顶整体提升,光生空穴具有较好的迁移能力。所获得的均相B/N共掺杂红色TiO2具有带对带可见光光吸收边特性,光吸收边红移至680 nm,在550 nm波长的单色光照射下,仍具有氧化水放氧活性。通过改变均相掺杂浓度调控红色二氧化钛光生电荷分离和迁移特性,实现可见光析氢和析氧性能的转换。在制备红色二氧化钛的基础上,进一步通过热处理温度调控N掺杂浓度。N掺杂浓度能显着影响TiO2表面带弯结构,进而影响光生载流子的迁移、分离和表面反应过程。在较低氮掺杂浓度下光生电子容易迁出进行还原反应,而在较高氮掺杂浓度下光生空穴利于迁出进行氧化反应,实现了二氧化钛光催化材料可见光下分解水产氢和产氧的有效调控,为最终实现可见光下全分解水提供重要借鉴意义。构筑Ti0.91O2纳米片/红色TiO2异质结构。利用Ti0.91O2超薄纳米片修饰对红色TiO2光生电荷分离进行调控。纳米片具有较大的功函数,与红色二氧化钛结合后界面形成向上弯曲的能带结构,使得内部电子迁移至表面需要克服一定能垒而空穴则利于迁出,进而促进了光生电荷分离。同时纳米片修饰改变了反应位点,增强了红色二氧化钛可见光氧化水放氧性能和稳定性。
张文韬[4]（2021）在《掺杂改性二氧化钛光催化粉末与涂层结构和性能研究》文中研究说明半导体光催化剂因其可以直接利用太阳光进行光催化,且不产生二次污染,成为一种应用于环境污染治理领域较为理想的材料。其中TiO2具有较高的光稳定性、良好的化学性质、无毒、较低的成本、高的光催化效率等特点,目前受到广泛的研究与关注。但TiO2较大的禁带宽度以及电子-空穴的快速复合等自身缺陷,导致其量子产率不高,并且激发波长受限,这使得TiO2的光催化性能受到制约,影响其实际的拓展应用。近年来通过元素掺杂技术来提升TiO2材料的光催化性能已成为众多方法中的一种有效途径。本论文通过掺杂金属元素Ce、Cu和非金属元素N的方式来提高TiO2的光催化净化染料污水的性能。首先通过水热合成法制备纯TiO2、Ce-TiO2、Cu-TiO2、以及Cu/N-TiO2三元复合光催化剂粉末,考察了不同的Ce、Cu含量、不同的Cu/N比列对单掺杂、共掺杂的TiO2的微观结构和光催化性能的影响;然后,通过涂覆法/丝网印刷与激光烧结工艺制备了Cu/N-TiO2光催化涂层,研究了激光烧结功率,丝网印刷层数对涂层结构与性能的影响;最后为了探索更多的改性与掺杂方式,实验采用NH3/He与N2/He低温等离子体对TiO2基复合光催化剂进行了进一步的改性处理,并研究了不同等离子体气相对材料微观结构、光学性能和光催化降解染料废水效率的影响规律。结果表明:（1）针对不同含量Ce元素掺杂制备的二元复合材料,其光催化性能较纯TiO2都有提高,且随着Ce含量的增加反应效率先增强,但过量的铈掺杂将以CeO2形式分散在样品表面使其光催化活性减弱;金属Cu元素的掺杂会使TiO2样品的可见光吸收能力增强,光催化性能提高,而且在质量分数大于0.1%的掺杂量后,Cu-TiO2样品因高比表面积以及特殊微孔形貌,使其暗吸附性能显着提升,甲基橙溶液会通过被吸附的方式得到净化,这种显着的暗吸附能力可能是由于Cu-TiO2样品较大比表面积与具有大纳米微孔的特殊微观形貌等因素带来的,其中0.3%的Cu掺杂量下,暗吸附能力最好;（2）金属Cu元素与非金属N元素共掺杂的TiO2样品的光催化性能较纯金属掺杂进一步增强,这主要是Cu、N元素协同作用使样品的颗粒尺寸明显减小,可见光吸收能力也增强,带隙降低,此外金属Cu+离子在样品中充当电子陷阱,减少TiO2电子-空穴复合,提高了分离效率,且Cu/N共掺杂TiO2样品的光催化活性具有良好的重复性,经过八个连续循环后,可见光条件下的光催化效率仍可达到94.3%;（3）对于涂覆法结合激光烧结制备的Cu/N-TiO2涂层,发现涂层的光催化性能随激光烧结功率先增强后减弱,最佳性能在50W处获得,过高或过低的功率都会影响其形貌;另外,涂层的光催化活性随着丝网印刷层数的增加而逐渐增强,在达到5层（厚度>55μm）时趋于稳定;（4）低温等离子体处理改性实验发现NH3/He或N2/He等离子处理后样品中会有部分氮元素的掺入,且NH3/He等离子体处理比N2/He等离子体处理的掺氮效果好,等离子体改性技术可以在催化剂表面创造更多的反应活性位点,加速其催化反应,从而光催化降解染料废水的能力增强。
胡晓洋[5]（2021）在《二氧化钛-木质活性炭复合光催化材料的制备及其性能研究》文中研究说明以木质活性炭（AC）为载体,将具有光催化性能的二氧化钛（TiO2）负载于活性炭载体上,使得制备出的复合光催化材料用于工业废水处理、净化空气等环境污染问题,致力于缓解能源危机、治理环境污染具有重大意义。实验首先通过化学活化法制备木质活性炭,再通过水热法制备TiO2-AC复合光催化材料,采用XRD、SEM、EDS、XPS、FT-IR、UV-Vis等检测技术对制备样品进行表征,并以甲基橙溶液为模拟目标降解物,探究TiO2-AC复合材料的光催化性能。在此基础上通过两种改性方法（稀土掺杂、半导体复合）使复合材料吸光范围从紫外光扩展到可见光范围,以至于更大程度地利用太阳能来解决环境污染问题。论文的主要研究内容及结论如下:（1）以杨木屑为原料,KOH为活化剂制备木质活性炭。再以钛酸四正丁酯为原料,通过设置不同初始AC/Ti质量比、溶液pH、反应时间、水热温度四个因素,采用L9（34）正交实验表进行正交实验,探究各因素对复合材料光催化性能的影响。通过对比材料光催化降解甲基橙溶液,分析得到各因素对于材料光催化性能影响的主次顺序为:水热温度>反应时间>溶液pH>初始AC/Ti质量比,水热温度为主要影响因素;为进一步探究水热温度对材料的影响,采用初始AC:Ti=1:3、溶液pH=3、温度（140℃、180℃、220℃）、反应时间6 h制备复合光催化材料。对样品测试后显示:生成的TiO2为锐钛矿型,致密地分布于AC表面;水热温度对于复合材料光催化性能产生一定影响,三种温度下制备的材料在紫外光照射下均具有光催化性能,在180 min内对20 mg/L甲基橙溶液的降解率均达到80%以上,180℃下制备的材料对甲基橙的降解率达到90%以上。（2）基于前期研究结果,以六水合硝酸镧（La（NO3）3·6H2O）为镧源,设置不同掺杂比La/Ti（0.5、1、2、3、5 at%）,对TiO2-AC复合光催化材料进行掺杂改性,探究稀土元素掺杂量对La/TiO2-AC复合材料光催化性能的影响。对样品测试后显示:经稀土掺杂后,生成的TiO2为锐钛矿型,未出现La2O3或其他镧的化合物特征峰;经SEM、EDS、XPS与UV-Vis测试分析后,掺杂的La元素以La3+形式进入TiO2晶格内,抑制了晶粒的长大,使得在AC表面生成的TiO2粒径更加均匀,排列更加致密;La3+的引入在TiO2禁带中形成掺杂能级,降低了复合半导体材料的禁带宽度,使其吸光范围从403 nm扩展至425 nm,带隙能降低了 0.16 eV;其中,2%La/TiO2-AC复合光催化材料在模拟太阳光下180 min内对甲基橙溶液的降解率达到了 65%。（3）以五水合硫酸铜（CuSO4·5H2O）为原料,采用化学沉积法与水热法制备Cu2O/TiO2-AC复合光催化材料,探究p-n型半导体复合对材料光催化性能的影响。对样品测试后显示:生成的TiO2为锐钛矿型,Cu2O为赤铜矿型,TiO2随机负载于Cu2O及活性炭表面;经UV-Vis测试分析发现,Cu2O与TiO2两者的结合组成p-n型异质结导致复合材料的禁带宽度降低,有效地扩展了复合材料在紫外光及可见光的吸光能力;其中,Cu2O/TiO2-AC复合光催化材料在模拟太阳光下180 min内对甲基橙溶液的降解率达到了 73%,使其基本具备了在可见光条件下降解污染物的能力,达到了利用自然光的目的。
李佳星[6]（2020）在《Cu2+/ZnO/TiO2复合光催化剂处理油田废水中有机物研究》文中研究表明油田废水中含有大量有机污染物,有毒有害,难以降解,传统水处理工艺对油田废水中的有机物去除效率低、成本高。光催化氧化工艺对有机物的去除效果好,且经济、绿色、环保。对光催化剂进行改性研究,可以大幅度提高光催化剂的光催化活性、提升光催化降解效果,最终用于处理实际油田废水。二氧化钛因为光催化活性高和稳定性好成为改性研究的重点材料之一。以往对二氧化钛进行改性研究多集中于单一物质掺杂改性、贵金属掺杂或半导体复合改性二氧化钛,光催化效果有限且成本高。本研究用溶胶-凝胶法对二氧化钛进行掺杂改性,利用过渡金属铜和氧族化合物氧化锌合成了Cu2+/Zn O/Ti O2,经正交试验得出最佳掺杂量为Cu2+:0.4%,Zn O:0.1%。利用该比例下的新型Cu2+/Zn O/Ti O2光催化降解亚甲基蓝溶液,通过紫外吸收光谱对亚甲基蓝的光催化降解结果进行分析讨论,结果表明:新型Cu2+/Zn O/Ti O2在8w紫外灯光源照射下,光催化降解亚甲基蓝溶液2 h后,降解率达到了99.92%,同等条件下催化效果优于未掺杂改性的二氧化钛光催化剂和单一掺杂光催化剂。对新型Cu2+/Zn O/Ti O2进行X射线衍射仪（XRD）、比表面积（BET）、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）、紫外光谱（UV-vis）和热重分析（TGA）表征。表征结果表明:掺杂后的新型Cu2+/Zn O/Ti O2的XRD衍射峰值在四种复合光催化剂中最高,为锐钛矿型结构,掺杂效果好,无杂峰出现,纯度较高,平均粒径为16.6 nm;经BET分析可知新型Cu2+/Zn O/Ti O2的比表面积为108.6 m2/g,平均孔径为2.57 nm,一定质量分数的Cu2+和Zn O的掺杂增大了催化剂的比表面积和孔隙数量,使催化剂在光催化反应时吸附能力增强,增大反应接触面,从而提高了新型Cu2+/Zn O/Ti O2的光催化活性;SEM图分析催化剂形貌可知,新型Cu2+/Zn O/Ti O2具有大量孔隙结构及絮状海绵结构;红外光谱显示新型Cu2+/Zn O/Ti O2在3500 cm-1处出现明显的羟基伸缩振动峰,较其他复合光催化剂活性更高;UV-vis光谱表明,新型Cu2+/Zn O/Ti O2对紫外光的吸收能力更强、吸收范围更宽,对光敏感程度高,光催化活性好;TGA分析表明,新型Cu2+/Zn O/Ti O2的最佳煅烧温度约为500℃。经过光催化反应动力学研究以及重复性实验证明,新型Cu2+/Zn O/Ti O2的光催化速率常数是纯Ti O2的约2.3倍,在重复使用5次后,反应速率常数基本保持不变,具有稳定性。建立了小型光催化装置,并对其进行改良,使其光催化降解效率相比原装置提升了7%。探究新型Cu2+/Zn O/Ti O2的最佳光催化实验条件,结果证明:在p H=7,反应温度25℃,反应前物质浓度为100～200 mg/L且催化剂的用量为2.0 g/L情况下,光催化效率最高。在最佳光催化实验条件下对油田废水中典型有机污染物苯胺和乙醇进行光催化降解,结果表明,新型Cu2+/Zn O/Ti O2对苯胺和乙醇的去除率达到了78.5%和68.3%。利用新型Cu2+/Zn O/Ti O2光催化降解实际油田废水中的苯系物（苯、甲苯、二甲苯）和COD,结果表明:光催化降解7h后,新型Cu2+/Zn O/Ti O2对苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的去除率分别为93.7%、89.9%、94.3%、93.6%和95.5%;对COD的去除率为80.9%。经光催化处理后油田废水水样中残余COD值为88.8 mg/L,结果证明新型Cu2+/Zn O/Ti O2能有效去除实际油田废水中的有机物成分,经光催化处理后废水中苯系物和COD含量均符合石油化学工业污染物排放标准（GB31571-2015）。
易云莉[7]（2020）在《微波水热法制备硫、锆和硫-锆掺杂TiO2光催化剂及其光催化活性的研究》文中进行了进一步梳理本文采用微波水热法制备了三种掺杂型光催化剂,分别为硫、锆单掺杂（TiO2-S、TiO2-Zr）和锆-硫共掺杂（TiO2-Zr-S）。通过正交试验和单因素实验,具体分析以下因素:掺杂比例、微波水热平行合成仪的设置参数（合成功率、合成温度、合成时间）,马弗炉的（煅烧温度、煅烧时间）对三种掺杂型光催化剂活性的影响。以甲基橙溶液(10mg.mL-1)作为模拟污染物,通过改变自制紫外灯、微波（MW）、微波-紫外（MW-UV）、微波-超声-紫外（MW-UT-UV）、可见光等催化降解条件来进行光催化降解实验,探讨不同催化降解条件对三种掺杂型光催化剂的光催化活性的影响。将经过催化降解的三种催化剂洗净、烘干并反复投入甲基橙溶液的降解实验中,考察三种掺杂型催化剂的稳定性。通过X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜分析（FESEM）、X射线能谱分析（XPS）、N2吸附-脱附分析（BET）、热重示差分析（TG-DTG）、紫外-可见漫反射光谱分析（UV-Vis）、荧光光谱分析（PL和PEL）、红外光谱分析（FTIR）等现代分析测试技术,对合成的三种掺杂型TiO2光催化剂的表面形貌和内部结构进行表征分析,研究掺杂型催化剂结构及形貌的变化对光催化活性所产生的影响,所得研究结果具体如下:一、微波水热法制备TiO2-S光催化剂及其光催化活性微波水热法制备TiO2-S光催化剂的最佳条件为:微波水热平行合成仪的设置参数为:合成温度150℃、合成时间2.5h、合成功率550W,煅烧温度600℃、煅烧时间2.5 h,n(S6+):n(Ti4+)=1.0（物质的量之比）。在催化降解条件为紫外灯（自制）照射30 min时,TiO2-S光催化剂对甲基橙溶液的降解率为96.41%;而在催化降解条件为分别在MW、MW-UV和MW-UT-UV条件下反应40 min时,TiO2-S光催化剂对甲基橙溶液的降解率则分别为10.20%、98.99%和99.90%;当催化降解条件为可见光时,在可见光下反应4 h后,TiO2-S光催化剂可对甲基橙溶液近乎完全降解。XRD、FESEM分析结果显示,微波水热法制备的TiO2-S催化剂具有晶化度高、粒径大小均匀等特点,因微波水热合成法的局限性引起团簇现象;N2吸附-脱附测试分析表明TiO2-S是一种孔径大小分布均匀的介孔材料,且具有较大的表面积,有着较多的活性位点,所以TiO2-S具有较高的光催化活性;EDS、XPS测试分析表明,TiO2-S中含有Ti、O、C、S元素,S主要以+6价的硫酸盐(SO42-)的离子形态存在于TiO2,SO42-引入到TiO2晶格当中,减小了催化剂的带隙;PL和PEL测试分析表明,硫掺杂极大的抑制了TiO2-S光催化剂的光生电子与空穴的复合率,延长了光生电子-空穴对的寿命,其光催化活性得以改善。UV-Vis测表明,相比于纯TiO2,TiO2-S光催化剂会向着可见光波方向移动,发生红移,提高了可见光的利用率。S掺入使得TiO2的晶相构成改变、带隙减小、比表面积增大及光生电子与空穴的复合率降低,故而提高了TiO2催化剂的光催化活性。二、微波水热法制备TiO2-Zr光催化剂及其光催化活性微波水热法制备TiO2-Zr光催化剂的最佳条件为:微波水热平行合成仪的设置参数为:合成温度150℃、合成时间2.5 h、合成功率550 W,煅烧温度600℃及煅烧时间2.5 h,n(Zr4+):n(Ti4+)=0.04（物质的量之比）。在催化降解条件为紫外灯（自制）照射30 min时,TiO2-Zr光催化剂对甲基橙溶液的降解率为97.10%;而在催化降解条件分别为MW、MW-UV和MW-UT-UV下反应40 min时,TiO2-Zr光催化剂对甲基橙溶液的降解率则分别为10.90%、99.98%和100%;当催化降解条件为可见光时,在可见光下反应4 h后,TiO2-Zr光催化剂可对甲基橙溶液近乎完全降解。XRD、FESEM分析结果显示TiO2-Zr晶型单一,结晶度高、粒径小且分布均匀、N2吸附-脱附测试分析则表明,TiO2-Zr光催化剂的孔径小且结构规整,比表面积大、有着较多的活性位点,所以TiO2-Zr具有较高的光催化活性;XPS测试分析表明,TiO2-S中含有Ti、O、C、Zr元素,Zr主要以+4价的氧化锆（ZrO2）存在于TiO2光催化剂的表面,ZrO2会让光催化剂的带隙减小,从而提高了TiO2-Zr光催化的活性;PL和PEL测试分析表明,Zr掺杂使得TiO2-Zr光催化剂中的光生电子与空穴的重组率降低,即延长了光生电子-空穴对的寿命,使得TiO2-Zr光催化剂的活性增强。UV-Vis测试表明,TiO2-Zr和TiO2-S均会向可见光的长波方向移动（红移）,前者红移现象更为明显,对可见光的利用率更高。Zr的掺入TiO2后其结晶度增加、晶相改变、比表面积增大、活性位点增加,从而使得TiO2催化剂光催化降解活性得以提高。三、微波水热法制备TiO2-Zr-S光催化剂及其光催化活性微波水热法制备TiO2-Zr-S光催化剂的最佳条件为:微波水热平行合成仪的设置参数为:合成温度150℃、合成时间2.5 h、合成功率600 W,煅烧温度600℃、煅烧时间2.5 h,[n(Zr4+):n(Ti4+)=0.04,n(S6+):n(Ti4+)=1.0]（物质的量之比）。在催化降解条件为紫外灯（自制）照射30 min时,TiO2-Zr-S光催化剂对甲基橙溶液的降解率为97.82%;而在催化降解条件为分别在MW、MW-UV和MW-UT-UV条件下反应40 min时,TiO2-Zr-S光催化剂对甲基橙溶液的降解率分别为11.24%、99.98%、100%;当催化降解条件为可见光时,在可见光下反应3.5 h后,TiO2-Zr-S光催化剂可对甲基橙溶液近乎完全降解。XRD、FESEM分析结果显示,TiO2-Zr-S光催化剂的结晶度高、晶粒小且大小均匀,且因为合成方法的局限性和物理研磨不均形成团簇;N2吸附-脱附测试分析则表明,TiO2-Zr-S具有比表面积大、孔径小、孔的结构规整等优点,所以TiO2-Zr-S具有较高的光催化活性;XPS测试分析表明,TiO2-Zr-S中含有为Ti、O,C、Zr元素,Zr以+4价的氧化锆（ZrO2）存在于TiO2表面,使得光催化剂带隙减小;S主要以+6价的离子形态存在于TiO2间隙,从而减小催化剂的带隙宽度。PL和PEL测试分析表明,因S和Zr的掺杂,催化剂的光致电子与空穴的复合率降低,光生电子-空穴的寿命延长,其光催化活性得以提高。而UV-Vis测试表明,与S或Zr掺杂的TiO2相比,TiO2-Zr-S光催化剂向可见光长波方向移动的距离最多,对可见光的利用率进一步增加。Zr和S共掺TiO2,改变了TiO2的晶相组成比例、比表面积、带隙宽度及光生电子-空穴的寿命,进一步提高了TiO2催化剂光催化降解活性。本文结果表明,用微波水热法于最佳制备条件所得的三种掺杂型TiO2光催化剂（TiO2-S、TiO2-Zr、TiO2-Zr-S）均具有良好的光催化活性。三种掺杂型光催化剂在不同的催化降解条件下的反应结果表明:微波和超声对TiO2光催化剂的催化降解过程有着辅助强化作用,TiO2光催化活性得以进一步提高。微波水热法下制备的催化剂在高温高压的密闭环境下进行,没有温度梯度和剪切力的影响,反应物能够均匀受热,能溶解一些常规水热法较难溶或不溶的物质,Ti（OH）4胶体能够良好的成核,再经重结晶、分离及高温煅烧处理后即可制备晶化度高、粒径均匀的的光催化剂,催化活性良好。这为掺杂型TiO2光催化剂的制备和实际的生产应用提供了一条节能、高效和环境友好的绿色途径,并丰富了微波化学的研究内容。
于靖[8]（2020）在《改性及支架型混晶相二氧化钛的合成及光解水制氢性能研究》文中提出TiO2材料作为常见的光催化剂之一,目前在光催化制氢领域仍存在光生电子-空穴对复合率高、带隙值大、可见光响应低、转换效率低等问题。针对以上问题,我们首先对m-TiO2进行晶相调控,探究了晶相组成对其紫外光制氢性能的影响。并以此为基础,采用掺杂La3+、复合Cl改性的g-C3N4或还原氧化石墨烯（rGO）等改性手段,提高其在可见光条件下的水分解制氢的性能。为提高m-TiO2介孔结构的稳定性,通过引入SiO2支架,制备得到具有高比表面积、大孔容和高制氢活性的支架型m-TiO2。研究结果发现:（1）采用水热法,通过晶相调控可合成具有纯锐钛矿相（A型）、锐钛矿相和板钛矿相二元混晶相（A+B型）及锐钛矿相、板钛矿相和金红石相三元混晶相（A+B+R型）结构的m-TiO2,其中混晶相m-TiO2的光催化产氢活性与其结构中的板钛矿相含量具有明显的相关性,在A+B型的二元混晶相样品中,板钛矿相含量为12%的样品T5的产氢活性可达225 mmol·g-1·h-1;在A+B+R型的三元混晶相样品中,晶相组成为56%A+40%B+4%R的样品T10的紫外产氢活性高达251 mmol·g-1·h-1。（2）采用水热法,通过掺杂La3+、复合Cl改性的g-C3N4或还原氧化石墨烯（rGO）的方法对三元混晶相m-TiO2进行改性,可明显提高可见光产氢活性。其中,掺杂量为0.5wt%的La-m-TiO2的产氢活性较m-TiO2提高了0.62倍;复合量为3.0wt%的Cl-g-C3N4/m-TiO2提高了1.34倍;复合量为1.0wt%的rGO/m-TiO2提高了1.35倍,达3.99 mmol·g-1·h-1;在350 nm850 nm的全波段条件下,三种改性样品均具有很好的活性稳定性。（3）利用正硅酸乙酯（TEOS）水解形成的SiO2胶团为支架,采用焙烧后刻蚀的方法制备了具有高比表面积和大孔容的锐钛矿型样品S1-xE。与未掺支架样品（T1）相比,S1-xE的比表面积提高了l0%86%,孔容提高了94%210%。当支架含量为50wt%时,S1-50E的比表面积达149 m2·g-1,孔容为0.31 cm3·g-1,紫外光制氢活性提高27%,达244 mmol·g-1·h-1。（4）利用中性硅溶胶的纳米SiO2颗粒为支架,制备了具有高比表面积和大孔容的A+B型样品S2-xE。与未掺支架样品（T5）相比,S2-xE的比表面积提高了14%60%;孔容提高了25%100%,当支架含量为30wt%时,S2-30E样品的比表面积和孔容达到最高,分别为123 m2·g-1、0.48 cm3·g-1,其紫外光下的产氢活性提高2.2%,达230 mmol·g-1·h-1。
聂飞[9]（2020）在《改性二氧化钛的制备及光催化降解染料的研究》文中研究表明当今世界,水污染问题日益严重,染料废水色度和化学需氧量高,难生物降解且毒性大,排放到环境中会造成严重的污染,是一种难治理的废水。光催化氧化技术由于反应条件温和、二次污染小,受到了各国学者的广泛关注。二氧化钛（TiO2）作为一种有前途的光催化剂,具有价格低廉、催化活性高、耐腐蚀、化学性质稳定、无毒等优点。但二氧化钛的禁带宽度较低,光生载流子复合率较高,实际应用受到限制。因此,通过改性,拓宽二氧化钛对可见光响应范围、抑制电子空穴对的复合,是二氧化钛光催化领域的研究热点。本文采用水热法制备二氧化钛,设计正交试验并通过极差分析法优化了工艺条件,且确定了适宜的铁、氮掺杂比例,探究了紫外光与可见光条件下染料的降解情况,最后对二氧化钛进行表征,对试验结果进行动力学分析,为二氧化钛的改性及光催化降解染料领域提供一定的理论依据与技术支持。正交试验中,选取水热反应温度、时间、钛酸四正丁酯与水的体积比、前驱体溶液pH值四个影响因素,以甲基橙染料为目标降解物,研究催化剂的光催化性能,通过极差分析法优化了工艺条件。结果表明前驱体溶液pH值对二氧化钛的光催化活性影响最大。甲基橙染料的降解率受二氧化钛投放量和溶液初始浓度的影响,过高或过低均不利于光催化反应的进行。对于浓度5mg/L的甲基橙溶液,二氧化钛的最佳投放量为3.75g/L。采用优化工艺制得的二氧化钛,在卤素灯照射下甲基橙溶液的降解率很低,在紫外光照射下反应2h降解率为86.48%。以硝酸铁为铁源,尿素为氮源对制备的二氧化钛进行掺杂改性,可以提高二氧化钛的光催化活性。制备了不同配比的铁掺杂、铁氮共掺杂二氧化钛光催化剂,其中,铁掺杂量为0.01%,铁氮掺杂量分别为0.01%和0.7%的二氧化钛光催化活性最高,在紫外光条件下,2h后甲基橙溶液降解率达到96.05%,在可见光条件下,6h后甲基橙溶液的降解率由19.36%提升到94.52%。XRD、SEM、XPS、UV-vis分析结果表明,制得的二氧化钛样品为锐钛矿相的纳米级不规则球形颗粒,掺杂没有改变二氧化钛的晶型,铁掺杂抑制了TiO2粒径的增长,氮掺杂对二氧化钛粒径的影响不大,共掺杂后制备的二氧化钛颗粒的分散性更好,且吸收光谱发生了红移。Fe3+取代了部分Ti4+与氧结合。氮掺杂二氧化钛后进入晶格,取代了晶格中的O并形成O-Ti-N键,掺杂后可以有效降低光生电子与空穴的复合率。对其他染料的降解试验结果表明,二氧化钛光催化反应对中性红和结晶紫的降解效果比较优异,分别达到了93.47%和99.11%;对藏红T和溴酚蓝的降解效果比较一般,分别为78.45%和73.73%;对次甲基蓝的降解效果较差,降解率为52.17%。二氧化钛的光催化反应的动力学方程符合L-H模型,光催化降解甲基橙的过程为一级反应。一级反应动力学常数k的大小受甲基橙溶液初始浓度、催化剂投放量以及元素掺杂的影响。动力学分析结果与光催化反应试验结论一致。
张曦冉[10]（2020）在《石墨烯基钴掺杂二氧化钛的制备及光催化性能研究》文中认为在挥发性有机物的污染防治中,光催化技术是公认的最具有前景的技术之一,它具有操作方便、可在常温常压下进行、副产物少、降解效率高、降解后的最终产物为CO2和H2O等优点。因此制备一种光催化活性高,简单易得且降解效率高的的光催化剂也成为本课题的研究重点。本课题为解决以上问题,进行了三部分的研究:通过静电纺丝法和热处理法将钴离子掺杂到二氧化钛,利用冷冻干燥法将光催化剂负载于石墨烯上,得到石墨烯基钴掺杂二氧化钛（Co-TiO2/RGO）光催化剂,并对其光催化性能进行评价。对所制备的样品进行了SEM、XRD、EDX、UV-Vis、BET、PL、XPS等一系列表征。结果表明,Co-TiO2/RGO的复合材料微观形貌较好呈微纳米级的棒状结构;复合光催化剂中没有出现其他杂质,负载石墨烯前后没有改变Co:Ti的质量比,均为1:100;所制备的光催化材料包含金红石和锐钛矿两种晶型,掺杂Co后使锐钛矿型TiO2稳定性增强,加大吸收可见光的范围;在温度600℃煅烧4 h后的1%Co-TiO2材料具有较好的晶型。Co掺杂后增大了光催化剂孔容,负载RGO后增大了其比表面积;掺杂Co后使光致发光的两个特征峰下降,说明Co的掺杂使光催化剂表现出更加优异的光催化性能;XPS表征进一步说明Co掺杂进入TiO2晶格,并且负载到石墨烯后也改变了TiO2的内部结构,产生了更多电子空穴和氧空位,可捕获电子数增加,电子-空穴对的复合受到抑制,使光催化剂的活性增强。光催化性能主要从Co掺杂量、煅烧温度等材料制备条件,光催化剂负载量,以及气体停留时间、相对湿度等光催化降解测试条件来研究。光催化降解甲苯的实验结果表明,在Co的掺杂质量为1%、温度600℃煅烧4 h、气体停留时间为100 min、相对湿度为100%条件下,Co-TiO2的负载量为1 g时,Co-TiO2/RGO光催化剂对甲苯的降解率达到最佳,为99.1%。最后探索了Co-TiO2/RGO光催化剂对甲苯的降解机理:经Co掺杂并负载到RGO后,改进了TiO2只能对紫外光响应的缺陷。同时,吸收波长范围和比表面积的增大,在光激活后,产生大量的高活性·OH和·O2-与甲苯反应,最终转化为H2O和CO2。综上所述,本课题所制备的新型光催化复合材料Co-TiO2/RGO,相对于市面已有的光催化剂具有光催化降解效率高、物化性质稳定、易固定且不易脱落等优点,可以广泛的应用于化工领域。有望解决化工医药等行业产生的大量挥发性有机物,而造成严重的环境污染问题。
二、二氧化钛光催化剂的掺杂改性（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、二氧化钛光催化剂的掺杂改性（论文提纲范文）
（1）纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述与选题 |
| 1.1 绪论 |
| 1.2 二氧化钛简介 |
| 1.2.1 二氧化钛的晶体结构 |
| 1.2.2 二氧化钛的能带结构 |
| 1.2.3 二氧化钛的光催化原理 |
| 1.3 二氧化钛的制备方法 |
| 1.3.1 TiO_2的工业化制法 |
| 1.3.2 TiO_2的实验室制法 |
| 1.4 二氧化钛的应用 |
| 1.4.1 废水处理领域 |
| 1.4.2 抗菌材料领域 |
| 1.4.3 新能源领域 |
| 1.4.4 其他精细化工领域 |
| 1.5 二氧化钛光催化特性 |
| 1.5.1 光生电子空穴对的分离 |
| 1.5.2 晶粒尺寸对光催化的影响 |
| 1.5.3 比表面积对光催化的影响 |
| 1.5.4 TiO_2实际应用需要解决的问题 |
| 1.6 TiO_2纳米化 |
| 1.7 TiO_2掺杂改性 |
| 1.7.1 贵金属修饰改性 |
| 1.7.2 元素掺杂改性 |
| 1.7.3 半导体复合改性 |
| 1.7.4 表面光敏化改性 |
| 1.7.5 表面酸化改性 |
| 1.8 TiO_2负载化 |
| 1.8.1 负载体种类 |
| 1.8.2 分子筛简介 |
| 1.8.3 负载型TiO_2制备方法 |
| 1.9 本论文选题意义及主要工作 |
| 1.9.1 本文选题意义 |
| 1.9.2 主要研究内容 |
| 第二章 实验原料、仪器及性能表征手段 |
| 2.1 实验药品及设备 |
| 2.1.1 实验所用药品 |
| 2.1.2 实验所用仪器 |
| 2.2 实验流程 |
| 2.3 材料表征手段 |
| 2.3.1 X射线衍射分析(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 傅里叶红外光谱分析(FT-IR) |
| 2.3.5 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis) |
| 2.3.6 荧光发射光谱分析(PL) |
| 2.3.7 磁学性质测定(VSM) |
| 2.4 光催化剂性能评价 |
| 2.4.1 光催化降解实验 |
| 2.4.2 光催化材料稳定性试验 |
| 第三章 溶胶凝胶水热法制备纳米TiO_2光催化剂 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 溶胶凝胶水热法制备纳米TiO_2 |
| 3.3 制备工艺条件优化 |
| 3.3.1 前驱体水量对产物光催化性能的影响 |
| 3.3.2 前驱体碱度对产物光催化性能的影响 |
| 3.3.3 水热时间对产物光催化性能的影响 |
| 3.3.4 水热温度对产物光催化性能的影响 |
| 3.4 TiO_2样品表征与评价 |
| 3.4.1 X射线衍射分析 |
| 3.4.2 紫外-可见漫反射光谱分析 |
| 3.4.3 扫描电镜分析 |
| 3.4.4 透射电镜分析 |
| 3.4.5 光催化降解实验性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 TiO_2光催化剂掺杂改性及负载化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 N掺杂改性TiO_2的制备及光催化性能研究 |
| 4.2.1 N掺杂改性TiO_2样品的制备 |
| 4.2.2 N掺杂改性TiO_2样品的XRD表征 |
| 4.2.3 N掺杂改性TiO_2样品的FTIR表征 |
| 4.2.4 N掺杂改性TiO_2样品的UV-Vis表征 |
| 4.2.5 N掺杂改性TiO_2样品的光催化性能测试 |
| 4.3 分子筛负载TiO_2的制备及光催化性能研究 |
| 4.3.1 分子筛负载TiO_2样品的制备 |
| 4.3.2 分子筛负载TiO_2样品的XRD表征 |
| 4.3.3 分子筛负载TiO_2样品的FTIR表征 |
| 4.3.4 分子筛负载TiO_2样品的TEM表征 |
| 4.3.5 分子筛负载TiO_2材料的光催化性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 磁性SSZ-13 分子筛负载TiO_2复合光催化剂 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 TiO_2/磁性SSZ-13 分子筛的制备 |
| 5.3 TiO_2/磁性SSZ-13 分子筛的结构形貌表征 |
| 5.3.1 XRD表征和分析 |
| 5.3.2 FT-IR表征和分析 |
| 5.3.3 SEM和 TEM表征和分析 |
| 5.4 TiO_2/磁性SSZ-13 分子筛的性能表征 |
| 5.4.1 VSM表征和分析 |
| 5.4.2 UV-Vis表征和分析 |
| 5.4.3 PL表征和分析 |
| 5.5 TiO_2/磁性SSZ-13 分子筛的催化及回收实验 |
| 5.5.1 光催化性能评价实验 |
| 5.5.2 磁回收性能实验 |
| 5.5.3 光催化剂稳定性实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）银修饰氮掺杂二氧化钛纳米材料的制备及光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二氧化钛材料光催化的基本原理 |
| 1.2.1 二氧化钛材料的结构特征及性质 |
| 1.2.2 二氧化钛材料光催化反应原理及步骤 |
| 1.3 影响光催化活性的因素 |
| 1.3.1 晶体结构的影响 |
| 1.3.2 晶体缺陷的影响 |
| 1.4 二氧化钛光催化剂的制备及改性方法 |
| 1.4.1 二氧化钛的制备方法 |
| 1.4.2 二氧化钛的改性方法 |
| 1.5 二氧化钛光催化降解甲醛、乙醛、苯酚的活性研究 |
| 1.6 本文研究的意义及主要内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 含有氧空位的氮掺杂二氧化钛纳米材料制备及光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 氮掺杂二氧化钛纳米材料的实验方法 |
| 2.2.4 不同光源下氮掺杂二氧化钛纳米材料对苯酚的降解批量实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 材料的TEM、SEM和 HRTEM分析 |
| 2.3.2 材料的XRD分析 |
| 2.3.3 材料的BET比表面积分析 |
| 2.3.4 材料的XPS分析 |
| 2.4 材料的光催化活性分析 |
| 2.4.1 在光催化下对苯酚的降解 |
| 2.4.2 光催化反应的动力学研究 |
| 2.4.3 材料的矿化性能 |
| 2.5 重复利用性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 氧空位的银修饰氮掺杂二氧化钛纳米材料的制备及光催化性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 银修饰氮掺杂二氧化钛纳米材料的实验方法 |
| 3.2.4 不同光源下氮掺杂二氧化钛纳米材料对苯酚的降解 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的TEM、SEM和HRTEM分析 |
| 3.3.2 材料的XRD分析 |
| 3.3.3 材料的XPS分析 |
| 3.3.4 材料的光学性能和带隙能量 |
| 3.3.5 材料的电子结构分析 |
| 3.3.6 材料的光催化活性分析 |
| 3.3.7 光催化反应的动力学研究 |
| 3.3.8 光催化降解过程对中间产物的研究 |
| 3.3.9 影响Ag/N-TiO_2光催化因素 |
| 3.4 材料的矿化性能 |
| 3.5 重复利用性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 材料对光催化降解乙醛的影响因素研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光催化降解乙醛的连续实验测试系统及方法 |
| 4.2.1 光催化降解乙醛的连续实验测试系统 |
| 4.2.2 光催化净化醛类性能评价方法 |
| 4.3 光催化降解乙醛的影响因素研究 |
| 4.3.1 光催化剂用量、乙醛初始浓度对光催化降解乙醛性能的影响 |
| 4.3.2 光照强度对光催化去除乙醛的影响 |
| 4.4 Ag/N-TiO_2可见光催化降解乙醛的性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 材料光催化净化空气产品的开发应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光触媒灰泥的设计及空气净化性能 |
| 5.2.1 光触媒灰泥的制备 |
| 5.2.2 光触媒灰泥空气净化性能的测试方法 |
| 5.2.3 光触媒灰泥的空气净化性能 |
| 5.3 光触媒车载净化器 |
| 5.3.1 车载空气净化器的设计 |
| 5.3.2 车载空气净化器的空气净化性能及测试方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文、专利及参与项目 |
| 致谢 |
（3）红色TiO2的制备及光生电荷分离特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化研究概述 |
| 1.2.1 非均相光催化简介 |
| 1.2.2 光催化基本原理 |
| 1.2.3 半导体光催化材料 |
| 1.2.4 光催化分解水进展 |
| 1.3 氧化钛光催化材料 |
| 1.3.1 TiO_2晶相及能带结构 |
| 1.3.2 TiO_2的能带弯曲 |
| 1.3.3 TiO_2基光催化剂载流子动力学 |
| 1.3.4 TiO_2单体材料全分解水研究 |
| 1.4 增强TiO_2可见光吸收与电荷分离特性的策略 |
| 1.4.1 异质原子掺杂增强可见光吸收 |
| 1.4.2 氧空位增强可见光吸收 |
| 1.4.3 构建异质结构增强光生电荷分离 |
| 1.4.4 助催化剂增强光生电荷分离 |
| 1.5 红色二氧化钛光催化材料 |
| 1.5.1 掺杂剂分布对可见光吸收的影响 |
| 1.5.2 红色二氧化钛的制备 |
| 1.5.3 红色二氧化钛面临的挑战 |
| 1.6 本论文的研究内容及意义 |
| 第2章 材料的结构表征与性能测试 |
| 2.1 结构表征 |
| 2.1.1 扫描电子显微镜 |
| 2.1.2 透射电子显微镜 |
| 2.1.3 X射线衍射 |
| 2.1.4 拉曼光谱 |
| 2.1.5 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.1.6 热分析 |
| 2.1.7 X射线光电子谱 |
| 2.1.8 紫外可见吸收光谱 |
| 2.1.9 电子顺磁共振谱 |
| 2.1.10 核磁共振谱 |
| 2.1.11 原位电镜I-V曲线 |
| 2.1.12 聚焦离子束(FIB) |
| 2.2 光催化材料的性能分析 |
| 2.3 光电化学测试 |
| 第3章 均相N掺杂红色TiO_2的制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 均相B/N共掺杂红色二氧化钛的制备机制 |
| 3.3.2 红色二氧化钛的形貌与物相 |
| 3.3.3 红色二氧化钛均相掺杂分析 |
| 3.3.4 红色二氧化钛的带对带可见光吸收谱 |
| 3.3.5 红色二氧化钛的缺陷与导电性 |
| 3.3.6 光催化分解水性能研究 |
| 3.4 本章总结 |
| 第4章 红色TiO_2可见光下析氢和析氧性能的转换 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 表面带弯计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 不同均相掺杂浓度红色TiO_2的形貌及物相分析 |
| 4.3.2 不同均相掺杂浓度红色TiO_2的元素化学状态及体相缺陷 |
| 4.3.3 不同均相掺杂浓度红色TiO_2的光吸收特性及带边位置 |
| 4.3.4 不同均相掺杂浓度红色TiO_2的光生电荷转移动力学 |
| 4.3.5 不同均相掺杂浓度红色TiO_2的光催化活性研究 |
| 4.3.6 不同均相掺杂浓度红色TiO_2的能带结构分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Ti_(0.91)O_2纳米片/红色TiO_2异质结构 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 光生电荷反应位示踪 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Ti_(0.91)O_2纳米片/红色TiO_2异质结构的形貌与物相表征 |
| 5.3.2 Ti_(0.91)O_2纳米片/红色TiO_2异质结构的光学性质 |
| 5.3.3 Ti_(0.91)O_2纳米片/红色TiO_2异质结构的光生电荷转移 |
| 5.3.4 Ti_(0.91)O_2纳米片/红色TiO_2异质结构的光催化性能 |
| 5.3.5 Tio.91O2纳米片/红色TiO_2异质结构的能带结构 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结及展望 |
| 6.1 论文的主要结论和创新点 |
| 6.2 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文及申请专利 |
| 作者简介 |
（4）掺杂改性二氧化钛光催化粉末与涂层结构和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TiO_2光催化基本原理 |
| 1.3 TiO_2光催化材料的制备方法 |
| 1.3.1 TiO_2粉末制备技术 |
| 1.3.2 TiO_2涂层制备技术 |
| 1.4 TiO_2光催化剂的改性方法 |
| 1.5 TiO_2光催化应用 |
| 1.6 低温等离子体处理工艺 |
| 1.7 本论文的研究内容及意义 |
| 第2章 实验制备和分析表征方法 |
| 2.1 实验原材料及设备 |
| 2.1.1 实验原材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 水热合成法制备TiO_2基光催化复合粉末 |
| 2.2.1 Ce掺杂TiO_2粉末的制备 |
| 2.2.2 纯TiO_2粉末、Cu、N掺杂TiO_2复合光催化粉末的制备 |
| 2.3 激光烧结制备Cu/N-TiO_2光催化涂层 |
| 2.3.1 涂覆结合激光烧结工艺 |
| 2.3.2 丝网印刷结合激光烧结工艺 |
| 2.4 低温等离子体处理工艺 |
| 2.5 微观结构表征 |
| 2.6 光催化活性测试方法 |
| 第3章 掺杂改性TiO_2粉末的结构及光催化性能研究 |
| 3.1 Ce掺杂TiO_2粉末的结构及光催化性能研究 |
| 3.1.1 XRD分析 |
| 3.1.2 SEM分析 |
| 3.1.3 EDS分析 |
| 3.1.4 UV-Vis分析 |
| 3.1.5 光催化活性 |
| 3.2 Cu掺杂TiO_2粉体的结构、暗吸附及光催化性能研究 |
| 3.2.1 Cu-TiO_2粉末晶体结构分析 |
| 3.2.2 Cu-TiO_2粉末的微观形貌 |
| 3.2.3 Cu-TiO_2粉末的光学性能 |
| 3.2.4 Cu-TiO_2粉末的暗吸附及光催化性能 |
| 3.3 Cu、N共掺杂TiO_2粉末的结构及光催化性能研究 |
| 3.3.1 Cu/N-TiO_2粉末的晶相 |
| 3.3.2 Cu/N-TiO_2粉末的微观结构 |
| 3.3.3 Cu/N-TiO_2粉末的化学结构 |
| 3.3.4 Cu/N-TiO_2粉末的光学性能 |
| 3.3.5 Cu/N-TiO_2粉末的光催化性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Cu/N-TiO_2复合涂层的制备与光催化性能研究 |
| 4.1 涂覆结合激光烧结制备Cu/N-TiO_2涂层的结构与光催化性能 |
| 4.1.1 Cu/N-TiO_2涂层的微观结构 |
| 4.1.2 Cu/N-TiO_2涂层的光学性能 |
| 4.1.3 Cu/N-TiO_2涂层光催化活性 |
| 4.2 丝网印刷结合激光烧结制备Cu/N-TiO_2涂层的结构与光催化性能 |
| 4.2.1 不同丝网印刷层数对Cu/N-TiO_2涂层微观结构的影响 |
| 4.2.2 不同丝网印刷层数对Cu/N-TiO_2涂层光学性能的影响 |
| 4.2.3 不同丝网印刷层数对Cu/N-TiO_2涂层光催化性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 低温等离子体处理对TiO_2基复合材料结构与光催化性能的影响 |
| 5.1 NH_3/He低温等离子体改性处理 |
| 5.1.1 NH_3/He低温等离子体处理对TiO_2基复合材料微观结构的影响 |
| 5.1.2 NH_3/He低温等离子体处理对TiO_2基复合材料的化学结构的影响 |
| 5.1.3 NH_3/He低温等离子体处理对TiO_2基复合材料光学性能的影响 |
| 5.1.4 NH_3/He低温等离子体处理对TiO_2基复合材料光催化性能的影响 |
| 5.2 N_2/He低温等离子体改性处理 |
| 5.2.1 N_2/He低温等离子处理对TiO_2基复合材料微观结构的影响 |
| 5.2.2 N_2/He低温等离子处理对TiO_2基复合材料的化学结构的影响 |
| 5.2.3 N_2/He低温等离子处理对TiO_2基复合材料光学性能的影响 |
| 5.2.4 N_2/He低温等离子处理对TiO_2基复合材料光催化性能的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）二氧化钛-木质活性炭复合光催化材料的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 废水来源、种类、危害 |
| 1.1.2 常用的处理方法 |
| 1.2 活性炭研究现状与进展 |
| 1.2.1 活性炭制备原料 |
| 1.2.2 活性炭制备方法 |
| 1.2.3 活性炭应用现状 |
| 1.3 二氧化钛研究现状与进展 |
| 1.3.1 光催化基本原理 |
| 1.3.2 二氧化钛制备方法 |
| 1.3.3 二氧化钛改性方法 |
| 1.4 活性炭负载二氧化钛研究进展与现状 |
| 1.4.1 国内研究进展 |
| 1.4.2 国外研究进展 |
| 1.5 课题研究意义与内容 |
| 1.5.1 课题研究意义 |
| 1.5.2 课题研究内容 |
| 2 实验材料、仪器和方法 |
| 2.1 实验材料和仪器 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 实验样品的表征 |
| 2.2.1 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析 |
| 2.2.3 傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR) |
| 2.2.4 X射线光电子能谱仪(XPS) |
| 2.2.5 紫外-可见分光光度计(UV-Vis) |
| 2.3 光催化性能测试 |
| 3 TiO_2-AC复合光催化材料的制备及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 TiO_2-AC复合光催化材料的制备 |
| 3.2.1 木质活性炭的制备 |
| 3.2.2 复合光催化材料的制备 |
| 3.3 正交实验优化制备条件 |
| 3.3.1 正交实验设计 |
| 3.3.2 实验结果分析 |
| 3.3.3 最佳制备方案的确定 |
| 3.4 TiO_2-AC复合光催化材料的表征 |
| 3.4.1 XRD分析 |
| 3.4.2 SEM分析 |
| 3.4.3 EDS分析 |
| 3.4.4 FT-IR分析 |
| 3.5 TiO_2-AC复合材料光催化性能分析及机理探究 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 La/TiO_2-AC复合光催化材料的制备及其性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 La/TiO_2-AC复合光催化材料的制备 |
| 4.2.1 木质活性炭的制备 |
| 4.2.2 复合光催化材料的制备 |
| 4.3 La/TiO_2-AC复合光催化材料的表征 |
| 4.3.1 XRD分析 |
| 4.3.2 SEM分析 |
| 4.3.3 FT-IR分析 |
| 4.3.4 XPS分析 |
| 4.3.5 UV-Vis分析 |
| 4.4 La/TiO_2-AC复合材料光催化性能分析及机理探究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 Cu_2O/TiO_2-AC复合光催化材料的制备及其性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Cu_2O/TiO_2-AC复合光催化材料的制备 |
| 5.2.1 木质活性炭的制备 |
| 5.2.2 复合光催化材料的制备 |
| 5.3 Cu_2O/TiO_2-AC复合光催化材料的表征 |
| 5.3.1 XRD分析 |
| 5.3.2 SEM分析 |
| 5.3.3 FT-IR分析 |
| 5.3.4 XPS分析 |
| 5.3.5 UV Vis分析 |
| 5.4 Cu2O/Ti_(O2)-AC复合材料光催化性能分析及机理探究 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 东北林业大学学术硕士学位论文修改情况确认表 |
（6）Cu2+/ZnO/TiO2复合光催化剂处理油田废水中有机物研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 油田废水的形成和水质特点 |
| 1.1.2 油田废水对环境的影响 |
| 1.1.3 油田废水的处理现状 |
| 1.2 光催化技术的研究及应用 |
| 1.2.1 光催化技术的发展及应用 |
| 1.2.2 光催化材料的研究进展 |
| 1.2.3 二氧化钛光催化剂的改性研究 |
| 1.2.4 新型复合二氧化钛光催化剂的研究 |
| 1.3 研究的思路及研究内容 |
| 1.3.1 研究思路 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 复合光催化剂的制备及光催化降解亚甲基蓝实验 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 实验药剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 复合光催化剂制备 |
| 2.2.1制备纯TiO_2 |
| 2.2.2 制备Cu~(2+)/TiO_2复合光催化剂 |
| 2.2.3 制备ZnO/TiO_2复合光催化剂 |
| 2.2.4 制备Cu~(2+)/ZnO/TiO_2 复合光催化剂 |
| 2.3 实验分析方法 |
| 2.4 光催化实验装置改良 |
| 2.4.1 1号小型光催化装置 |
| 2.4.2 2号小型光催化装置 |
| 2.4.3 3号小型光催化装置 |
| 2.5 光催化降解亚甲基蓝实验 |
| 2.5.1 光催化降解亚甲基蓝实验步骤 |
| 2.5.2 不添加催化剂的空白对照实验: |
| 2.5.3 Cu~(2+)/TiO_2复合光催化剂光催化实验 |
| 2.5.4 ZnO/TiO_2 复合光催化剂光催化实验 |
| 2.5.5 Cu~(2+)/ZnO/TiO_2 复合光催化剂的正交实验 |
| 2.5.6 光催化降解亚甲基蓝实验结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 复合光催化剂表征 |
| 3.1 X射线衍射图谱分析(XRD) |
| 3.2 比表面积分析测试(BET) |
| 3.3 扫描电子显微镜分析(SEM) |
| 3.4 红外光谱分析(FT-IR) |
| 3.5 紫外可见光谱分析(UV-vis) |
| 3.6 热重-差热分析(TGA) |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 新型Cu~(2+)/ZnO/TiO_2 光催化性能评价及最佳反应条件探究 |
| 4.1 复合光催化剂光催化性能评价 |
| 4.1.1 紫外漫反射分析 |
| 4.1.2 光催化动力学研究 |
| 4.1.3 重复使用活性探究 |
| 4.2 最佳光催化反应条件探究 |
| 4.2.1 不同反应pH对降解效率的影响 |
| 4.2.2 不同反应温度对降解效率的影响 |
| 4.2.3 不同初始浓度对降解效率的影响 |
| 4.2.4 不同催化剂用量对降解效率的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 新型Cu~(2+)/ZnO/TiO_2 处理典型有机物及实际油田废水 |
| 5.1 新型Cu~(2+)/ZnO/TiO_2 降解苯胺 |
| 5.2 新型Cu~(2+)/ZnO/TiO_2 降解乙醇 |
| 5.3 新型Cu~(2+)/ZnO/TiO_2 光催化降解实际油田废水中的苯系物 |
| 5.3.1 新型Cu~(2+)/ZnO/TiO_2 降解实际油田废水中的苯 |
| 5.3.2 新型Cu~(2+)/ZnO/TiO_2 降解实际油田废水中的甲苯 |
| 5.3.3 新型Cu~(2+)/ZnO/TiO_2 降解实际油田废水中的二甲苯 |
| 5.4 新型Cu~(2+)/ZnO/TiO_2 降解实际油田废水中COD |
| 5.5 光催化机理讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 发表学术论文 |
| 参与科研项目 |
| 致谢 |
（7）微波水热法制备硫、锆和硫-锆掺杂TiO2光催化剂及其光催化活性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 TiO_2光催化剂概述 |
| 1.1.1 TiO_2光催化剂晶型结构 |
| 1.1.2 TiO_2光催化机理 |
| 1.1.3 TiO_2光催化剂的制备方法 |
| 1.1.3.1 溶胶—凝胶法 |
| 1.1.3.2 水热法 |
| 1.1.3.3 微波水热合成法 |
| 1.1.3.4 液相沉积法法 |
| 1.1.4 离子掺杂改性TiO_2光催化剂 |
| 1.1.4.1 金属离子掺杂 |
| 1.1.4.2 非金属离子掺杂 |
| 1.1.4.3 共掺杂 |
| 1.1.4.4 S和 Zr元素掺杂改性TiO_2 催化剂的研究进展 |
| 1.1.5 改性TiO_2光催化剂的其他方法 |
| 1.1.6 TiO_2光催化剂的应用 |
| 1.1.6.1 环境净化方面的应用 |
| 1.1.6.2 抗菌消炎 |
| 1.1.6.3 能源方面的应用 |
| 1.1.6.4 纸制品 |
| 1.1.6.5 建筑材料与化妆品 |
| 1.2 微波化学 |
| 1.2.1 微波化学简介 |
| 1.2.2 微波在有机合成中的应用 |
| 1.2.3 微波在无机合成中的应用 |
| 1.2.4 微波在分析化学中的应用 |
| 1.2.5 微波水热法制备TiO_2的研究进展 |
| 1.3 选题的依据以及课题内容、意义 |
| 1.3.1 选题依据以及课题内容 |
| 1.3.2 课题意义 |
| 1.4 本文创新点 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验内容 |
| 2.3.1 微波水热法制备掺杂型TiO_2光催化剂 |
| 2.3.2 TiO_2光催化剂催化活性及稳定性实验 |
| 2.4 掺杂型TiO_2光催化剂的结构分析及表征 |
| 2.4.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.4.2 扫描电子显微镜与能谱分析(FESEM与 EDS) |
| 2.4.3 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 2.4.4 N_2吸附-脱附分析 |
| 2.4.5 热分析 |
| 2.4.6 紫外可见漫反射光谱分析(UV-Vis) |
| 2.4.7 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR) |
| 2.4.8 荧光光谱分析(PL和PEL) |
| 第三章 硫掺杂TiO_2光催化剂的制备及其光催化活性 |
| 3.1 TiO_2-S光催化剂的制备 |
| 3.2 TiO_2-S催化剂的光催化活性 |
| 3.2.1 S掺杂量对TiO_2-S光催化活性的影响 |
| 3.2.2 微波水热合成功率对TiO_2-S光催化活性的影响 |
| 3.2.3 微波水热合成温度对TiO_2-S光催化活性的影响 |
| 3.2.4 微波水热合成时间对TiO_2-S光催化活性的影响 |
| 3.2.5 煅烧温度对TiO_2-S光催化活性的影响 |
| 3.2.6 煅烧时间对TiO_2-S光催化活性的影响 |
| 3.3 降解条件对TiO_2-S光催化活性的影响 |
| 3.3.1 微波、超声强化TiO_2-S光催化活性 |
| 3.3.2 TiO_2-S在可见光下的光催化活性 |
| 3.3.3 TiO_2-S的稳定性测试 |
| 3.4 TiO_2-S光催化剂的表征结果 |
| 3.4.1 FESEM以及EDS分析 |
| 3.4.2 XPS分析 |
| 3.4.3 TG-DTG 分析 |
| 3.4.4 N_2吸附-脱附分析 |
| 3.4.5 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis) |
| 3.4.6 荧光光谱分析(PL和PEL) |
| 3.5 小结 |
| 第四章 锆掺杂TiO_2光催化剂的制备及其光催化活性 |
| 4.1 TiO_2-Zr光催化剂的制备 |
| 4.2 TiO_2-Zr光催化剂的催化活性 |
| 4.2.1 Zr掺杂量对TiO_2-Zr光催化活性的影响 |
| 4.2.2 微波水热合成功率对TiO_2-Zr光催化活性的影响 |
| 4.2.3 微波水热合成温度对TiO_2-Zr光催化活性的影响 |
| 4.2.4 微波水热合成时间对TiO_2-Zr光催化活性的影响 |
| 4.2.5 煅烧温度对TiO_2-Zr光催化活性的影响 |
| 4.2.6 煅烧时间对TiO_2-Zr光催化活性的影响 |
| 4.3 降解条件对TiO_2-Zr光催化活性的影响 |
| 4.3.1 微波、超声强化TiO_2-Zr的光催化活性 |
| 4.3.2 TiO_2-Zr在可见光下的光催化活性 |
| 4.3.3 TiO_2-Zr光催剂稳定性实验 |
| 4.4 TiO_2-Zr光催化剂的表征结果 |
| 4.4.1 FESEM分析 |
| 4.4.2 XPS分析 |
| 4.4.3 TG-DTG分析 |
| 4.4.4 N_2吸附-脱附分析 |
| 4.4.5 紫外-可见吸收光谱分析(UV-Vis) |
| 4.4.6 荧光光谱分析(PL和PEL) |
| 4.5 小结 |
| 第五章 锆-硫共掺杂TiO_2光催化剂的制备及其光催化活性 |
| 5.1 TiO_2-Zr-S光催化剂的制备 |
| 5.2 TiO_2-Zr-S光催化剂的催化活性 |
| 5.2.1 锆和硫掺杂量对TiO_2-Zr-S光催化活性的影响 |
| 5.2.2 微波水热合成功率对TiO_2-Zr-S光催化活性的影响 |
| 5.2.3 微波水热合成温度对TiO_2-Zr-S光催化活性的影响 |
| 5.2.4 微波水热合成时间对TiO_2-Zr-S光催化活性的影响 |
| 5.2.5 煅烧温度对TiO_2-Zr-S光催化活性的影响 |
| 5.2.6 煅烧时间对TiO_2-Zr-S光催化活性的影响 |
| 5.3 降解条件对TiO_2-Zr-S光催化活性的影响 |
| 5.3.1 微波、超声对TiO_2-Zr-S的强化作用 |
| 5.3.2 TiO_2-Zr-S在可见光下的光催化活性 |
| 5.3.3 TiO_2-Zr-S光催剂稳定性实验 |
| 5.4 TiO_2-Zr-S光催化剂的表征结果 |
| 5.4.1 FESEM分析 |
| 5.4.2 XPS分析 |
| 5.4.3 TG-DTG分析 |
| 5.4.4 N_2吸附-脱附分析 |
| 5.4.5 紫外-可见吸收光谱分(UV-Vis ) |
| 5.4.6 荧光光谱分析(PL和PEL) |
| 5.5 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）改性及支架型混晶相二氧化钛的合成及光解水制氢性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1.文献综述 |
| 1.1 光催化制氢基本过程及原理 |
| 1.1.1 光催化分解水制氢机理 |
| 1.1.2 牺牲剂体系中H_2和O_2的光催化转化 |
| 1.1.3 光催化活性的影响因素 |
| 1.2 TiO_2光催化材料 |
| 1.2.1 二氧化钛的基本性质 |
| 1.2.2 二氧化钛材料的晶相组成研究进展 |
| 1.3 改性复合型二氧化钛的光催化研究进展 |
| 1.3.1 离子掺杂型二氧化钛 |
| 1.3.2 复合型二氧化钛 |
| 1.4 高比表面积二氧化钛材料的研究进展 |
| 1.5 论文研究目的与内容 |
| 2.实验部分 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.2 光催化材料的合成 |
| 2.2.1 混晶相m-TiO_2光催化剂的制备 |
| 2.2.2 改性m-TiO_2光催化剂的制备 |
| 2.2.3 支架型高比表面积m-TiO_2光催化剂的制备 |
| 2.3 合成材料的表征 |
| 2.3.1 X-射线衍射(X-ray Diffraction) |
| 2.3.2 紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis Absorption Spectrum) |
| 2.3.3 氮气物理吸附(N2-adsorption) |
| 2.3.4 差热分析(Differential Thermal Analysis) |
| 2.4 光催化制氢的反应条件及气相产物的分析 |
| 3.m-TiO_2 的晶相组成研究与改性复合型m-TiO_2光催化性能研究 |
| 3.1 混晶相m-TiO_2的合成与产氢活性研究 |
| 3.1.1 二元及三元混晶相m-TiO_2光催化材料的制备与紫外产氢活性研究 |
| 3.1.2 不同晶相组成的m-TiO_2光催化材料的表征和禁带宽度分析 |
| 3.2 混晶相m-TiO_2光催化材料的改性及产氢性能研究 |
| 3.2.1 La-m-TiO_2 型光催化材料的制备与可见光制氢活性研究 |
| 3.2.2 g-C3N4/m-TiO_2 型光催化材料的制备与可见光制氢活性研究 |
| 3.2.3 rGO/m-TiO_2 型光催化材料的制备与可见光制氢活性研究 |
| 3.2.4 改性光催化材料的制氢稳定性研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 4.支架辅助合成高活性高比表面m-TiO_2光催化材料 |
| 4.1 以正硅酸乙酯为SiO_2源制备支架型m-TiO |
| 4.1.1 SiO_2 支架含量对支架型m-TiO_2的结构及光催化活性的影响 |
| 4.1.2 氨水比例对支架型m-TiO_2的结构及光催化活性的影响 |
| 4.2 以中性硅溶胶为SiO_2源制备支架型m-TiO |
| 4.2.1 SiO_2 支架含量对支架型m-TiO_2的结构及光催化活性的影响 |
| 4.2.2 氨水比例对支架型m-TiO_2的结构及光催化活性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）改性二氧化钛的制备及光催化降解染料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 染料废水的特点及处理方法 |
| 1.2 二氧化钛的结构及性质 |
| 1.3 二氧化钛光催化机理 |
| 1.4 二氧化钛的制备方法 |
| 1.4.1 固相法 |
| 1.4.2 气相法 |
| 1.4.3 液相法 |
| 1.5 二氧化钛的改性方法 |
| 1.5.1 单掺改性 |
| 1.5.2 共掺改性 |
| 1.5.3 半导体复合 |
| 1.5.4 染料光敏化 |
| 1.6 选题意义和研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 本文研究内容 |
| 2 水热法制备二氧化钛条件的优化及光催化性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 试验试剂与仪器 |
| 2.2.2 正交试验设计 |
| 2.2.3 二氧化钛光催化剂的制备 |
| 2.2.4 光催化试验 |
| 2.2.5 光催化活性评价方法 |
| 2.3 正交试验结果分析及工艺优化 |
| 2.4 光催化效率影响因素 |
| 2.4.1 光源对二氧化钛光催化效率的影响 |
| 2.4.2 二氧化钛投放量对光催化效率的影响 |
| 2.4.3 初始浓度对二氧化钛光催化效率的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 铁掺杂、铁氮共掺杂二氧化钛的制备、表征及光催化性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 掺杂二氧化钛的制备 |
| 3.3 掺杂二氧化钛的光催化性能 |
| 3.3.1 铁掺杂二氧化钛的光催化性能 |
| 3.3.2 铁、氮共掺杂二氧化钛的光催化性能 |
| 3.4 催化剂表征分析 |
| 3.4.1 XRD分析 |
| 3.4.2 紫外-可见光吸收光谱分析 |
| 3.4.3 SEM分析 |
| 3.4.4 光致发光光谱分析 |
| 3.4.5 XPS分析 |
| 3.5 铁、氮共掺杂二氧化钛对染料的降解 |
| 3.5.1 选取染料的性质 |
| 3.5.2 试验过程 |
| 3.5.3 试验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 铁、氮共掺二氧化钛的动力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 二氧化钛光催化降解甲基橙动力学研究 |
| 4.2.1 甲基橙溶液初始浓度的影响 |
| 4.2.2 二氧化钛投放量的影响 |
| 4.2.3 掺铁量的影响 |
| 4.2.4 铁、氮共掺的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）石墨烯基钴掺杂二氧化钛的制备及光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 挥发性有机物(VOCs)的简介 |
| 1.1.1 VOCs定义、种类、来源与危害 |
| 1.1.2 VOCs治理技术的现状与发展 |
| 1.2 TiO_2光催化改性的研究现状 |
| 1.2.1 金属元素掺杂改性 |
| 1.2.2 非金属离子掺杂改性 |
| 1.2.3 共掺杂改性 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究的主要内容 |
| 1.3.2 研究的技术路线 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验试剂及药品 |
| 2.2 实验仪器及设备 |
| 2.3 实验样品的表征 |
| 2.3.1 SEM表征 |
| 2.3.2 XRD表征 |
| 2.3.3 EDX表征 |
| 2.3.4 UV-Vis表征 |
| 2.3.5 BET表征 |
| 2.3.6 PL表征 |
| 2.3.7 XPS表征 |
| 2.4 实验方法及内容 |
| 2.4.1 Co-TiO_2/RGO光催化剂的制备 |
| 2.4.2 光催化剂的性能测试 |
| 第三章 Co改性TiO_2/RGO光催化剂制备及性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Co-TiO_2/RGO光催化剂的制备 |
| 3.2.1 前驱液的制备 |
| 3.2.2 纺丝液的制备 |
| 3.2.3 PVP/Co-TiO_2纤维的制备 |
| 3.2.4 Co-TiO_2纤维的制备 |
| 3.2.5 Co-TiO_2/RGO气凝胶的制备 |
| 3.2.6 最佳光催化剂的制备 |
| 3.3 样品表征分析与讨论 |
| 3.3.1 SEM分析 |
| 3.3.2 EDX分析 |
| 3.3.3 XRD分析 |
| 3.3.4 UV-Vis分析 |
| 3.3.5 BET分析 |
| 3.3.6 PL分析 |
| 3.3.7 XPS分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 光催化剂降解甲苯气体的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光催化体系的建立 |
| 4.3.1 目标降解物的选择 |
| 4.3.2 光照波长的选择 |
| 4.3.3 光催化反应装置 |
| 4.3.4 实验反应流程 |
| 4.3 挥发性有机气体的分析方法 |
| 4.4 实验结果与讨论 |
| 4.5.1 Co掺杂量的影响 |
| 4.5.2 煅烧温度的影响 |
| 4.5.3 气体停留时间的影响 |
| 4.5.4 相对湿度的影响 |
| 4.5.5 不同光催化剂及其负载量的影响 |
| 4.5.6 光催化降解甲苯的机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
四、二氧化钛光催化剂的掺杂改性（论文参考文献）
- [1]纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究[D]. 任轶轩. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]银修饰氮掺杂二氧化钛纳米材料的制备及光催化性能研究[D]. 姜英宇. 西北民族大学, 2021
- [3]红色TiO2的制备及光生电荷分离特性研究[D]. 洪星星. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]掺杂改性二氧化钛光催化粉末与涂层结构和性能研究[D]. 张文韬. 扬州大学, 2021(08)
- [5]二氧化钛-木质活性炭复合光催化材料的制备及其性能研究[D]. 胡晓洋. 东北林业大学, 2021
- [6]Cu2+/ZnO/TiO2复合光催化剂处理油田废水中有机物研究[D]. 李佳星. 西北大学, 2020(02)
- [7]微波水热法制备硫、锆和硫-锆掺杂TiO2光催化剂及其光催化活性的研究[D]. 易云莉. 云南师范大学, 2020(01)
- [8]改性及支架型混晶相二氧化钛的合成及光解水制氢性能研究[D]. 于靖. 大连理工大学, 2020(02)
- [9]改性二氧化钛的制备及光催化降解染料的研究[D]. 聂飞. 辽宁工业大学, 2020(03)
- [10]石墨烯基钴掺杂二氧化钛的制备及光催化性能研究[D]. 张曦冉. 上海第二工业大学, 2020(01)