碳掺杂介孔TiO2及其可见光催化性能研究

代理获取

页面导航

目录
摘要
著录项
相似文献
相关主题

摘要

二氧化钛是一种很有前途的光催化材料，因其具有稳定、廉价、无毒等优点被广泛应用于水解制氢，空气和水的净化等各领域。然而，纯二氧化钛的带隙较宽(3.2eV)，只能利用太阳光中的紫外光，使其应用受到限制。因此，制备具有高效的可见光响应的二氧化钛光催化剂成为二氧化钛研究的热点。本文通过碳掺杂使二氧化钛禁带宽度降低，实现其可见光催化特性；通过控制煅烧温度，降低二氧化钛晶粒尺寸，增加二氧化钛的比表面积，从而增强其光催化活性。主要内容包括以下两部分： (1)本文采用钛酸四丁酯在氨水中水解的方法，不需外加碳源，经过不同温度煅烧制备了碳掺杂介孔锐钛矿型TiO2粉体催化剂(CT)。研究了煅烧温度对TiO2晶体结构与形貌、比表面积及介孔结构、光学性能的影响，分析碳的存在形式，并对催化剂进行可见光催化性能的研究。结果表明，最佳煅烧温度为350℃，制得的样品为CT-350。其晶粒尺寸较小(10.8nm)，有利于光生载流子的迁移和扩散，降低光生电子空穴对的复合率。CT-350具有较大的比表面积(281.3m2g-1)，使光催化活性位点增多。C取代TiO2晶格中Ti的位置，形成C–O–Ti结构，使半导体禁带宽度降低至2.8eV，使光吸收范围扩展到可见光区。CT-350在可见光下对罗丹明B的降解速率是商用TiO2(P25)的4倍，且具有优良的可见光催化稳定性。 (2)通过水浴处理TiO2的前驱体，改进制备方法，制备了碳掺杂介孔锐钛矿型TiO2微球催化剂(MPCTMS)。研究了煅烧温度对TiO2晶体结构与形貌、比表面积及介孔结构、光学性能的影响，分析碳的存在形式，并对催化剂进行可见光催化性能研究。结果表明，微球尺寸为500nm左右。最佳煅烧温度为350℃，制得样品为MPCTMS-350。MPCTMS-350具有更小晶粒尺寸(8.1nm)和较大的比表面积(269.8m2g-1)；C取代TiO2晶格中的O，形成Ti–C结构，使半导体禁带宽度降低至2.75eV，使光吸收范围扩展到可见光区。MPCTMS-350比CT-350具有更小的晶粒尺寸和更窄的禁带宽度。因此，MPCTMS-350具有更强的可见光催化性能。MPCTMS-350在可见光下对罗丹明B的降解速率是P25的7倍，且具有优良的可见光催化稳定性。

著录项

作者
李振超;
展开▼
作者单位

河北工业大学;

展开▼
授予单位河北工业大学;
学科材料工程
授予学位硕士
导师姓名刘彩池,诸葛飞;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类
关键词
掺杂介孔; TiO2; 可见光催化;

相似文献

中文文献
外文文献
专利

1. 离子液体中Co掺杂介孔TiO2可见光催化剂的制备及性能研究 [J] . 张丽娟 ,底兰波 ,李燕春 . 无机材料学报 . 2014,第008期
2. 碳掺杂的二氧化钛纳米管的制备及其可见光催化性能 [J] . 李向清 ,康诗钊 ,唐韵秋 . 应用化学 . 2013,第002期
3. 碳掺杂二氧化钛的制备及其可见光催化性能 [J] . 聂龙辉 ,徐洪涛 ,张旺喜 . 湖北工业大学学报 . 2011,第005期
4. 非金属元素掺杂及三维花状多级结构对介孔TiO2可见光催化性能的促进作用 [J] . 张春磊 ,黄丹娅 ,孙明慧 . 高等学校化学学报 . 2017,第003期
5. 水基纳米TiO2路径制备有序介孔TiO2-SiO2及其可见光催化性能 [J] . 董毅 ,王彤文 . 工业催化 . 2017,第010期
6. 碳掺杂纳米二氧化钛的制备及可见光催化性能研究 [C] . 王慈慈 ,张艳峰 ,魏雨 . 第五届全国环境化学大会会议 . 2008
7. 能带匹配半导体/介孔TiO2纳米管复合材料可见光催化处理重金属--有机物复合污染的研究 [A] . 程磊 . 2020

碳掺杂介孔TiO2及其可见光催化性能研究

目录

摘要

著录项

相似文献

相关主题

期刊订阅