一、SiO_2负载的TiO_2光催化剂可见光催化降解染料污染物（论文文献综述）
张奇[1]（2021）在《基于Fe3O4的钛、钌基复合纳米材料的合成及光催化性能研究》文中提出随着社会的进步,工农业的快速发展,大量的污染物被排放到自然界中,严重威胁着人类的生存环境和身体健康。其中,水污染已成为人们重点关注的问题,全世界有超过10万种商业染料,年产量达70多万吨,其中大约有10%的染料在生产使用过程中被排放到环境中,而这些有机染料通常具有毒性、致癌性和致畸性等。光催化降解处理废水中的有机污染物具有降解效率高、操作简单、成本低、氧化能力强、稳定性好、节能、环保等优势,无疑是一种环境友好型的技术。现阶段纳米光催化剂的研究主要致力于解决以下问题,以提高其光催化活性和实际应用性:一是降低催化剂的带隙能,拓宽催化剂的光吸收范围;二是加快光生载流子的转移,抑制电子空穴的复合率;三是提高催化剂对废水中有机污染物的吸附,提高光催化降解效率;四是使催化剂能简单、快速分离回收,实现可重复循环使用,降低光催化剂使用成本。本论文以半导体Fe3O4纳米微球为磁性载体,通过提出一种简单、新颖的液相沉积负载锐钛型TiO2的合成方法,构建磁性核壳结构的复合纳米光催化剂,降低了光催化剂的带隙能。在紫外光照射下,能高效的催化降解模拟目标污染物亚甲基蓝（MB）,并在外磁场下实现简单、快速分离和可回收再利用;通过掺杂与Ti4+离子半径相近的Ru4+离子,拓宽催化剂的光吸收范围,提高催化剂对MB的光催化降解活性;利用rGO优良的光、电性能和大的比表面积,通过将其负载在催化剂表面上,增强其吸附目标有机污染物的能力,抑制电子空穴的复合,有效降低催化剂的带隙能,实现在可见光区催化降解MB;进一步考察贵金属Ru光催化性能,通过水合肼还原RuCl3·3H2O,在磁性Fe3O4@C表面负载小粒径Ru纳米颗粒（～5 nm）,电子空穴的分离效率得到显着提高,因此催化剂的光催化活性显着增强,而且增大比表面积的同时也增加了催化剂表面的活性位点数,从而增强了其吸附MB的能力,在太阳光照射下能高效催化降解MB,实现节能、环保和低成本的目的。本论文的研究内容主要有以下五个部分组成:1.Fe3O4磁性纳米微球的合成及其光-芬顿反应催化性能研究以水（溶剂）热法制备了球形的磁性Fe3O4颗粒,通过不同的降解实验,研究了其对MB的降解性能与降解反应动力学。结果表明,利用光-芬顿反应体系对MB具有更好的催化降解性能,拟合计算其一级动力学反应速率常数kPhoto-Fenton为6.96×10-3 min-1,是芬顿降解反应的7.2倍,表明合成的磁性Fe304纳米微球催化剂良好的光-芬顿降解催化活性。并对光-芬顿反应催化降解的可能机理进行了详细的探讨研究。通过5次循环回收实验,说明催化剂能在外加磁场下实现方便、快捷的分离回收,并且具有较稳定的催化活性。2.核壳结构Fe3O4@TiO2磁性复合材料的合成及其光催化性能研究提出了一种以丙酮为溶剂室温下合成磁性核壳结构Fe3O4@TiO2催化剂（FT）的简单方法。利用 TEM、HRTEM、VSM、SEM、XRD、BET、XPS 以及 UV-VisDRS 分别对材料的性能等进行表征和测试。对比研究了紫外光照射下不同TiO2负载量的FT复合材料以及Fe3O4和TiO2光催化降解MB的降解性能与降解反应动力学。研究结果表明,FT复合材料对MB的光催化降解性能良好,其中Fe3O4@TiO2（0.8 mL）（FT4）对MB的一级反应动力学常数k为4.15×10-2 min-1,催化降解率达到97.56%,其高于商业P25型TiO2的催化降解率。利用对比实验以及自由基捕获实验,探讨了复合材料FT光催化降解MB的可能机理。通过5次回收循环实验,光催化剂在外磁场作用下能实现方便、快捷的磁分离回收以及良好的稳定性。3.Fe3O4@Ru-TiO2磁性复合材料的合成及其光催化性能研究通过掺杂与T4+离子半径相近的Ru4+离子,合成了窄带隙能的磁性Fe3O4@Ru-TiO2（FRT）纳米光催化剂材料。利用 TEM、HRTEM、VSM、SEM、XRD、BET、XPS、UV-Vis DRS以及PL分别对FRT的相关性能等进行测试和分析表征。在模拟太阳光照射下,分别应用不同掺杂量的FRT复合材料对MB进行光催化降解性能和反应动力学特性对比研究。结果表明,通过Ru4+离子掺杂TiO2的光催化剂的带隙能变窄,光吸收范围拓宽。与未掺杂Ru4+的FT催化剂相比,FRT4对MB的光催化降解率提高了 3.82倍,其一级反应动力学常数k为9.84×10-3min-1。并对其光催化降解MB的可能机理进行了探讨。FRT的光催化活性和回收率在经过5次循环回收实验后没有明显下降,证明了其稳定的催化活性和较高回收率。4.rGO/Fe3O4@Ru-TiO2磁性复合材料的合成及其光催化性能研究通过rGO负载Fe3O4@Ru-TiO2合成吸附性强的rGO/Fe3O4@Ru-TiO2（GFRT）光催化剂。利用 TEM、HRTEM、VSM、SEM、XRD、BET、XPS、UV-Vis DRS以及PL分别对GFRT的相关性能等进行测试和分析表征。在可见光（λ>420 nm）照射下,对比研究了使用不同rGO负载量的GFRT对MB的光催化降解性能及其动力学。结果表明,GFRT的催化降解活性比未负载rGO的明显提高,rGO（15%）/Fe3O4@Ru-TiO2（GFRT4）光催化MB的降解率达到97.4%,一级反应动力学常数k为4.93×10-2 min-1,并对其光催化降解MB的可能机理进行了探讨。GFRT的光催化活性和回收率在经过5次循环回收实验后没有明显下降,证明了其稳定的催化活性和较高回收率。5.Fe3O4@C@Ru磁性复合材料的合成及其光催化性能研究通过水合肼还原RuCl3·3H2O,在磁性Fe3O4@C材料表面原位还原负载粒径较小的Ru纳米颗粒（～5 nm）,制备了 Fe3O4@C@Ru（FCR）光催化剂。利用TEM、HRTEM、VSM、SEM、XRD、BET、XPS、UV-Vis DRS以及PL分别对其相关性能等进行测试和分析表征。在模拟太阳光照射下,使用不同Ru负载量的FCR复合材料光催化剂对MB的催化降解性能和动力学进行对比研究。结果表明,当Fe3O4@C与RuCl3·3H2O质量比为1:1时合成的复合纳米材料（FCR4）可使92.7%的MB降解,光催化降解的动力学常数k值为1.76×10-2min-1,表明了其较高的降解性能,并探讨了可能的降解机理。FCR经过5次循环回收实验证明其在外磁场作用下能够方便、快捷的分离回收,对MB的光催化降解活性具有较好的稳定性。
刘田田[2]（2021）在《TiO2-SiO2光子晶体光催化材料的改性及其性能研究》文中认为TiO2是研究最为广泛的光催化材料之一,但单一 TiO2自身结构和能带的限制导致其光催化效率有限,制约了其实际应用。因此,目前关于TiO2的研究主要集中于如何提高其光催化降解性能,传统方法如采用半导体复合、贵金属负载、掺杂等方式虽均能提高TiO2光催化性能,但主要是针对光吸收、电子激发转移过程做出调控,因而提升效果有限。TiO2光催化过程实际上涉及光响应吸收、电子激发、转移和利用过程以及光催化反应传质与输运等诸多复杂环节,因而进一步提高TiO2光催化性能需要从多个层面综合考虑。研究表明,增大材料的比表面积和多孔结构的构筑不仅可以有效增加光催化活性位点以增强光催化反应进程,而且能够大大提高电子利用率避免电荷积聚。特别是在光催化材料中引入“光子晶体”结构,能够因其特殊的周期性结构产生的慢光子效应、多重散射效应等实现光调控增强光利用率,从而提高材料光催化性能。本文以溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2作为基础研究对象,从光吸收、电子转移和光催化反应传质等方面出发,利用电子结构调控和材料结构设计等多重手段以期调控增强TiO2-SiO2光催化性能;在前驱体中引入硝酸铜制得了Cu2+掺杂TiO2-SiO2复合粉体;采用模板浸渍法合成了具有光子晶体结构的多孔Cu2+掺杂TiO2-SiO2光催化剂;采用垂直沉积法制备了 SiO2光子晶体-Cu2+掺杂TiO2-SiO2复合膜光催化材料。通过XRD、SEM、FT-IR、UV-vis、PL、XPS、EIS、M-S等测试对样品的晶相、形貌、结构组成、禁带宽度、光电性能等进行分析,并以罗丹明B（RhB）为目标污染物,研究了其在可见光下的光催化性能,并对其光催化反应增强机理进行了探索。主要结果如下:（1）采用溶胶凝胶法制备了具有吸附和光催化协同作用的TiO2-SiO2粉体。nTi:nsi、水浴温度和煅烧温度改变使得TiO2-SiO2形貌发生变化,影响光催化降解效率。SiO2能够抑制TiO2-SiO2光催化剂中TiO2颗粒的生长,降低结晶温度,细化晶粒、避免团聚,提高TiO2分散性,增多表面活性位点,为加快光催化降解反应提供基础。当nTi:ns,=1:3时,80℃水浴制备的TiO2-SiO2样品在暗反应60 min已吸附43.70%RhB,可见光光照60 min时对RhB的降解率已达98.37%。（2）以硝酸铜为铜源,制备了不同Cu2+掺杂含量的Cu2+掺杂TiO2-SiO2粉体。与未掺杂Cu2+相比,适量掺杂Cu2+的样品在可见光照射下光催化性能得到明显提高。微量Cu2+掺杂提高了 TiO2-SiO2结晶,促进TiO2粒子的生长,减少缺陷;降低了 TiO2-SiO2的禁带宽度、提高光吸收能力,抑制电子-空穴对的复合。随Cu2+掺杂含量增加,样品光催化性能先增大后减弱,Cu2+掺杂含量为1%时,光催化性能最好。（3）以两种不同模板浸渍溶胶的方法制备了反蛋白石光子晶体结构的多孔Cu2+掺杂TiO2-SiO2光催化剂。通过控制工艺条件使用两种模板均可获得具有有序孔结构的光子晶体结构Cu2+掺杂TiO2-SiO2光催化剂,相比无孔结构Cu2+掺杂TiO2-SiO2,吸附能力提高了约30%,且电子-空穴对复合率降低,表面电荷传输加快。SiO2反结构@Cu2+掺杂TiO2-SiO2催化剂结构有序性、完整性和稳定性更好,且不会因为有机物燃烧影响结晶。具有该有序孔结构的催化剂有效增加了比表面积、加速传质过程,同时因光子晶体的慢光子效应提高了光吸收利用率,因而兼具强吸附能力和催化降解性能,大大加快了污染物降解效率。（4）通过在玻璃片上制备了不同带隙位置、不同厚度的SiO2光子晶体,并插入Cu2+掺杂TiO2-SiO2溶胶中制得SiO2光子晶体-Cu2+掺杂TiO2-SiO2复合膜。光子晶体可以通过带隙反射作用、慢光子效应提高Cu2+掺杂TiO2-SiO2膜光吸收率,提高光催化性能。光子带隙位置在Cu2+掺杂TiO2-SiO2吸收边附近的复合膜光催化性能最好。随光子晶体结构周期数增大,反射光作用越强,但结构周期数达到某一临界值时光催化活性不再提高。SiO2光子晶体的光局域作用存在于光子晶体与Cu2+掺杂TiO2-SiO2膜之间,且有一定的作用范围,Cu2+掺杂TiO2-SiO2膜距离SiO2光子晶体层越远,光子晶体增强Cu2+掺杂TiO2-SiO2膜光催化效果越差。
付宁[3]（2020）在《SiO2负载型核壳结构光催化剂及中空结构复合光催化剂研究》文中研究表明光催化技术是一种绿色、洁净的技术,目前在降解有机污染物、处理重金属废水、光解水制氢、空气净化、抗菌、光催化还原等方面广泛研究。TiO2在光照条件下产生的OH·、OOH·和过氧化氢具有很高的氧化活性,对被降解的有机物结构选择性低,能够与多种有机物反应,可以将有机污染物彻底氧化成CO2、H2O和简单的无机物,具有稳定性好、无毒、成本低等特点,在诸多光催化半导体材料中,是最理想的半导体催化剂之一。目前,国内外对于TiO2光催化在环境中的应用与研究一直不断的深入和拓展,但仍然存在如下缺点:纳米粒子易团聚、禁带宽度较大、量子产率低、太阳光利用效率低。因此,如何防止团聚,提高量子产率,进一步提高光催化效率已成为当前TiO2光催化剂研究的关键课题。本论文在TiO2光催化剂的基础上制备出了核壳结构及中空结构光催化剂,通过改变TiO2形貌结构特性的方式,进一步提高了光催化活性。以形貌均一、结构可控、热稳定性好的SiO2为内核,通过负载TiO2制备出了SiO2@TiO2核壳结构光催化剂、SiO2@TiO2-Ag复合结构光催化剂及中空结构TiO2光催化剂,并在中空结构TiO2光催化剂基础上复合金属有机骨架材料（Metal Organic Framework）ZIF-8,合成双壳中空结构TiO2@ZIF-8复合光催化剂（HTZs）。主要研究内容及结论如下:1、SiO2@TiO2核壳结构光催化剂的制备与研究。利用St（？）er方法制备出形貌均一,简单可控的SiO2微球,以SiO2微球为内核,水热法制备了SiO2@TiO2核壳结构复合光催化剂,研究了不同Ti/Si摩尔比对SiO2@TiO2核壳结构光催化剂形貌特性及光催化活性的影响,通过XRD、SEM、TEM、BET、FI-IR、Zeta电位等表征方法对其形貌结构等物理化学性质进行了分析。结果表明:利用St（？）er方法制备出的SiO2微球表面光滑,直径大小约200-300nm左右。XRD结果显示制备出的TiO2和SiO2@TiO2核壳结构光催化剂属于锐钛矿晶型。BET表征结果显示Ti/Si摩尔比为1:1、2:1、5:1及8:1的SiO2@TiO2核壳结构光催化剂同TiO2一样属于第IV类型吸附曲线,具有H2型回滞环,属于介孔材料。光催化降解实验结果表明不同Ti/Si摩尔比SiO2@TiO2核壳结构光催化剂对苯酚和亚甲基蓝的均具有较好的降解效率,其中Ti/Si摩尔比为5:1的SiO2@TiO2核壳结构光催化剂光催化活性最大,紫外光下光降解苯酚和亚甲基蓝的效率分别为99.4%和99.2%。2、SiO2@TiO2-Ag复合结构光催化剂的制备与研究。在前期SiO2@TiO2核壳结构光催化剂基础上负载贵金属Ag,合成了SiO2@TiO2-Ag复合结构光催化剂,研究不同Ag负载量对SiO2@TiO2核壳结构光催化剂形态结构及光催化性能的影响,优化制备条件,确定最佳Ag负载量,同时通过XRD、SEM、TEM、EDS、FI-IR、XPS等方法对其形貌及结构等物理化学性质进行表征。光催化活性结果表明SiO2@TiO2-Ag复合结构光催化剂光催化效率高于SiO2@TiO2核壳结构光催化剂,其中Ag负载量为6 wt%的SiO2@TiO2-Ag复合结构光催化剂在紫外光下光催化降解苯酚及亚甲基蓝效率最高,分别为92.9%和83.5%。3、中空结构TiO2光催化剂的制备与研究。为简化SiO2@TiO2核壳结构光催化剂制备过程,节约制备成本,提高SiO2@TiO2核壳结构光催化剂制备效率,改用溶胶-凝胶法合成SiO2@TiO2核壳结构光催化剂,利用碱液腐蚀法去除SiO2@TiO2核壳结构光催化剂中的SiO2内核,形成结构稳定、光催化效果良好的中空结构TiO2光催化剂。结果表明:溶胶-凝胶法合成SiO2@TiO2核壳结构光催化剂简单有效,核壳结构形貌特性明显。煅烧温度增加时SiO2@TiO2晶型结构会明显发生变化,当煅烧温度增加至850℃时,SiO2@TiO2核壳结构光催化剂仍属于锐钛矿晶型结构,SiO2可以明显抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相转移。BET表征结果表明,不同温度煅烧后的中空结构TiO2均属于第IV类型的吸附曲线,具有明显的H2型回滞环,均属于介孔材料。光催化活性结果表明,不同温度煅烧后,中空结构TiO2由于中空结构特性,光催化效率高于SiO2@TiO2核壳结构光催化剂及TiO2。光催化降解苯酚时,850℃煅烧后中空结构TiO2光催化降解效率最高为97.5%,因为850℃煅烧后中空结构TiO2中锐钛矿晶型结构特征衍射峰强度最高,结晶度最高,最有利于光催化降解苯酚。但是光催化降解亚甲基蓝时,650℃煅烧后中空结构TiO2光催化降解效率最高为93.9%,因为650℃煅烧后中空结构TiO2比表面积最高,同时具有锐钛矿晶型结构,因此最有利于吸附和光反应降解亚甲基蓝。4、在已制备出的中空结构TiO2光催化剂的基础上,通过在其表面复合金属有机骨架材料（Metal Organic Framework）ZIF-8,合成了具有双壳中空结构TiO2@ZIF-8复合光催化剂（HTZs）,研究了不同摩尔量ZIF-8负载中空结构TiO2对双壳中空结构复合光催化剂的影响。结果表明:ZIF-8复合中空结构TiO2后,双壳中空结构光催化剂晶型结构主要以锐钛矿TiO2和ZIF-8特征晶型结构主。BET分析HTZs氮气吸附脱附曲线属于第IV类型的吸附曲线,具有H2型回滞环,属于典型介孔材料,可以增加HTZs比表面积,提高光催化活性。光催化活性结果表明,光催化降解亚甲基蓝时,HTZs由于ZIF-8和中空结构TiO2协同作用及较高的比表面积,可以有效提高光催化效率,HTZ-2光催化降解亚甲基蓝效率最高为99.1%,但是光催化降解苯酚时,HTZs降解效率低于中空结构TiO2,由于苯酚属于无色有机污染物,光催化降解过程中HTZs的高比表面积对苯酚无吸附作用,ZIF-8复合中空结构TiO2并没有增加光催化降解苯酚效率,反而中空结构TiO2因为中空结构本身物理特性及稳定锐钛矿相而保持了较高的光催化降解苯酚效率。HTZs光催化降解有机物具有选择性,更适合降解有色染料污染物。综上所述,针对TiO2光催化剂在研究中存在的缺点,本研究制备了SiO2@TiO2核壳结构光催化剂、SiO2@TiO2-Ag复合结构光催化剂、中空结构TiO2光催化剂及双壳中空结构TiO2@ZIF-8复合光催化剂。从光催化剂形貌结构物理性质及光催化活性,系统研究了核壳结构光催化剂及中空结构光催化剂的优点:（1）利用核壳结构可以增加复合光催化剂的光反应界面面积,提高光生电子空穴对分离效率;（2）通过核壳结构光催化剂制备出的中空结构光催化剂可以进一步提高光吸收效率,提供更多的活性位点及更大的光接收面积;（3）引入MOF材料ZIF-8复合中空结构TiO2光催化剂可以增加比表面积,产生协同光催化作用,进一步提高光催化效率。本研究为以TiO2为基础的核壳结构光催化剂及中空结构光催化剂的制备及应用提供了一定的实验基础。
刘恒[4]（2020）在《固定化光催化剂涂层的制备及其对有机污染物降解性能的研究》文中指出环境污染问题已经成为阻碍人类文明向前发展的一个世界性难题,如何有效解决这一问题并达到可持续发展的目的,成为科研人员的首要任务。半导体光催化技术近些年来被认为是有效并且没有二次污染的环境友好型处理方法。TiO2以低成本、低毒性以及具有优异的紫外吸收能力成为光催化领域的研究热点。以TiO2为代表的粉末型半导体光催化剂在紫外光照下表现出优异的去除污染物性能。然而在实际有机废水处理中,粉末型光催化剂若不经过滤回收就进行排放会造成达标废水对水生环境的二次污染。固定化光催化剂材料例如光催化涂层负载于一些硬性材料（例如浮石、玻璃）表面可以有效的解决过滤催化剂的问题。有鉴于此,本文以PDMS-SiO2杂化材料为光催化剂回收体,将光催化剂（TiO2、Cs@TiO2和BiPO4）分别嵌入PDMS-SiO2杂化材料形成光催化涂层,并负载于浮石、玻璃等载体表面以实现对水体中有机污染物的持续去除,省去了过滤催化剂这一步骤。采用了不同的表征手段对光催化剂涂层的成分、晶型、形貌、热稳定性和疏水性进行了分析。同时探究了工艺参数对光催化性能的影响、光催化涂层的循环催化稳定性,以及对光催化反应过程中的主要活性基团也进行了探讨。本文的主要研究内容如下:（1）以商业化TiO2（P25）作为光催化剂,通过溶胶凝胶法获得了无开裂PDMS-SiO2-TiO2光催化涂层,并将PDMS-SiO2-TiO2光催化涂层负载于不同的载体（浮石、麦饭石、玻璃纤维）。与麦饭石、玻璃纤维作为载体相比,以浮石为载体的PDMS-SiO2-TiO2光催化涂层展现出最佳的紫外光催化性能,实现了金橙Ⅱ（AO7,20 mg/L）在12 h内98%的降解。此外,经过五次紫外光催化循环之后（每次光照6 h）,PDMS-SiO2-TiO2光催化涂层对AO7的去除效率仍能达到90%以上。在紫外光照下探究了 PDMS-SiO2-TiO2光催化涂层对实际废水的COD去除效果,结果发现PDMS-SiO2-TiO2光催化涂层对实际废水COD的去除率为65%,比空白实验组提高了 23%。接触角测试表明PDMS-SiO2-TiO2光催化涂层具有高接触角（101°）,因此具有较高的疏水性。（2）通过水热煅烧法制备了壳聚糖掺杂的TiO2（Cs@TiO2）,在可见光下探究了不同温度下（200℃、300℃、400℃、500℃和 600℃）煅烧的 Cs@TiO2对亚甲基蓝（MB）的光催化降解性能,结果表明300℃煅烧的Cs@TiO2（Cs@TiO2-300）具有对MB最佳的吸附效率和光催化降解效率。因此,采用Cs@TiO2-300作为光催化涂层中的可见光催化剂,通过溶胶凝胶法获得无开裂PDMS-SiO2-Cs@TiO2光催化涂层。将光催化涂层负载于浮石表面,探究了模拟太阳光下PDMS-SiO2-Cs@TiO2光催化涂层对MB的去除效率。结果表明,相比PDMS-SiO2-TiO2涂层（对 MB 的去除效率为34%）,PDMS-SiO2-Cs@TiO2光催化涂层对MB具有更高的去除效率为59%,这主要归因于Cs@TiO2对可见光的吸收能力。通过DRS、XPS等表征技术发现壳聚糖的掺杂降低了原始TiO2的禁带宽度并提高了光吸收范围。光催化循环测试以及接触角测试表明了 Cs@TiO2稳定地复合在PDMS-SiO2杂化材料里形成了无开裂光催化涂层。（3）以溴氧化铋为Bi源,通过溶胶凝胶辅助沉淀法制备了无开裂PDMS-SiO2-BiPO4光催化涂层。将光催化涂层负载于高硼硅酸盐玻璃表面,探究了 BiPO4的质量分数对PDMS-SiO2-BiPO4紫外光催化降解MB的影响。结果表明,当BiPO4质量分数为18wt%时,PDMS-SiO2-BiPO4光催化涂层具有对MB最高的降解效率,其相应的一级动力学常数为PDMS-SiO2-TiO2涂层的2.2倍。ESEM-EDX和XRD表征结果发现单斜晶BiPO4颗粒沉积在PDMS-SiO2-BiPO4涂层表面,并包裹着一层PDMS-SiO2杂化材料,有效阻止了 BiPO4颗粒的脱落。无机离子（NO3-,SO42-,Cl-,H2PO4-,HCO3-,Na+,Ca2+,Mg2+,NH4+和 Al3+）的添加对PDMS-SiO2-BiPO4光催化涂层去除MB存在抑制作用,这归因于无机离子对·OH自由基的捕获和对染料分子的竞争吸附作用。通过自由基清除实验发现·OH及·O2-为紫外下PDMS-SiO2-BiPO4光催化涂层表面的主要自由基。
李凌宇[5]（2020）在《SiO2（TiO2）/H3PW12O40/g-C3N4复合光催化剂的设计及其降解水中芳香烃类污染物性能研究》文中认为随着水体环境中芳香烃类有机物污染日益加剧,水生生态系统的安全受到了严重威胁,也影响到了人类的安全和健康。光催化污水处理技术因能够直接利用太阳能转化为化学能,达到降解和矿化环境中有机污染物的目的,而且不产生二次污染而受到科学研究者的重点关注。石墨相氮化碳（g-C3N4）因具有独特的能带电子结构、强大的化学稳定性、优异的可见光吸收范围而成为二氧化钛替代型半导体光催化材料,而负载型杂多酸在保留杂多酸原有强氧化性的同时可有效提高体相杂多酸的比表面积且易于分离回收。本篇硕士学位论文将g-C3N4与SiO2或TiO2负载型Keggin结构杂多酸(H3PW12O40)复合,致力于设计制备具有较大比表面积和光生载流子分离效率高的SiO2/PW12/g-C3N4和TiO2/PW12/g-C3N4复合光催化剂,并采用X?射线粉末衍射（XRD）、X?射线光电子能谱（XPS）、紫外?可见漫反射（UV?Vis/DRS）、氮气吸附孔隙率分析和透射电子显微镜（TEM）等先进的表征手段,对所制备催化剂的结构、光吸收性质、表面物理化学性质和形貌进行了表征。选取甲苯和间二甲苯为目标污染物,系统研究了SiO2/PW12/g-C3N4和TiO2/PW12/g-C3N4在模拟太阳光照射下对水中芳香烃类污染物的降解、矿化和循环使用等性能。此外,采用光电化学实验和自由基捕获等手段,对SiO2/PW12/g-C3N4和TiO2/PW12/g-C3N4的光催化降解机理进行了研究。本篇论文的具体研究内容概括如下。1.SiO2/PW12/g-C3N4复合光催化剂的制备、表征及光催化性能研究采用溶胶-凝胶技术,正硅酸乙酯为硅源,通过调节H3PW12O40担载量,成功制备了不同多酸担载量的SiO2/PW12溶胶;将SiO2/PW12溶胶与热缩合?盐酸水热法制得的超薄g-C3N4纳米片复合,成功获得了H3PW12O40担载量分别为2.2%、4.5%和6.2%的SiO2/PW12/g-C3N4复合光催化剂。在复合催化剂中,g-C3N4的晶相结构和H3PW12O40的Keggin结构保留不变;由于模板剂的作用,SiO2/PW12/g-C3N4具有较g-C3N4更大的比表面积;SiO2/PW12/g-C3N4的带隙能（Eg）在2.76?2.83 eV之间。选取甲苯和间二甲苯为目标污染物,在模拟太阳光（320 nm（27）?（27）680 nm）照射下,考察了SiO2/PW12/g-C3N4降解水中有机污染物的性能。结果表明,SiO2/PW12/g-C3N4对两个目标降解反应的光催化活性优于纯g-C3N4;当H3PW12O40担载量为4.5%时,SiO2/PW12/g-C3N4-4.5表现出最佳的光催化降解甲苯和间二甲苯的活性,模拟太阳光照120 min后,水中甲苯和间二甲苯的去除率分别为99%和97%。SiO2/PW12/g-C3N4还具有良好的矿化能力,并在光催化降解水中甲苯的五次循环实验中活性基本保持不变,呈现优异的循环使用性能。根据光电化学实验和自由基捕获实验结果,提出了SiO2/PW12/g-C3N4光催化降解水中芳香烃类有机污染物的机理,并合理解释了其增强的光催化活性的原因。首先,SiO2的引入使得催化剂具有良好的介孔结构和增大的BET比表面积,为光催化降解污染物提供了更充分的光催化反应活性位置。其次,H3PW12O40与g-C3N4通过酸碱作用紧密相连,促使光生载流子得到有效分离,快速迁移至表面参与光催化反应,延长了被激发的电子和空穴的分离时间。最后,SiO2/PW12/g-C3N4复合材料中光生载流子的迁移遵循Z-scheme机理,能够产生除超氧自由基（·O2-）以外的空穴(h+VB)和具有更强氧化性化学性质的羟基自由基（·OH）,因此,更有利于水中芳香烃类污染物的快速去除。2.TiO2/PW12/g-C3N4复合光催化剂的制备、表征及光催化性能研究在热缩合?盐酸水热法制得超薄g-C3N4纳米片的基础上,采用水热法（HT）或蒸发诱导自组装法（EISA）,以P123为模板剂,四异丙氧基钛为钛源,通过调节H3PW12O40担载量,成功制备了一系列TiO2/PW12/g-C3N4复合光催化剂。在以上两种方法制得的TiO2/PW12/g-C3N4光催化剂中,g-C3N4的晶相结构和H3PW12O40的Keggin结构保留不变,复合催化剂呈现纳米粒子堆积的形貌;EISA法制得的复合光催化剂中,TiO2为锐钛矿晶相结构;复合光催化剂的比表面积在204?252 m2 g?1之间;TiO2/PW12/g-C3N4的带隙能（Eg）在2.71?2.84 eV之间。与EISA法相比,HT法制得的复合光催化剂中锐钛矿TiO2的结晶度更高,比表面积略小(165 m2 g?1),带隙能略低（2.67 eV）。选取甲苯和间二甲苯为目标污染物,在模拟太阳光（320 nm（27）?（27）680 nm）照射下,考察了TiO2/PW12/g-C3N4降解水中有机污染物的性能。结果表明,TiO2/PW12/g-C3N4的光催化活性优于TiO2/PW12及纯TiO2或g-C3N4;HT法制备的h-TiO2/PW12/g-C3N4表现出最高的光催化降解甲苯和间二甲苯的活性,在模拟太阳光照射下,完全降解水中甲苯和间二甲苯分别仅需90和60 min。同时,h-TiO2/PW12/g-C3N4-15.5具有良好的矿化能力,且在光催化降解甲苯的五次循环实验中活性基本保持不变,呈现优异的循环使用性能。根据光电化学实验和表征结果,提出了h-TiO2/PW12/g-C3N4光催化降解活性提高的原因,即h-TiO2/PW12/g-C3N4优异的光催化活性归因于其良好的锐钛矿晶型、适宜的多酸担载量、较大的比表面积以及快速的光生载流子分离能力。自由基和空穴捕获实验表明,·O2?、·OH和h+VB均为h-TiO2/PW12/g-C3N4光催化降解水中甲苯和间二甲苯体系中的主要活性物种,并据此提出了h-TiO2/PW12/g-C3N4光催化降解水中甲苯和间二甲苯的机理。
陈一凡[6]（2020）在《TiO2@SiO2复合材料的光催化与抗菌性能及其机理的研究》文中研究指明近几十年来,有机污染物在废水中的不断增加和细菌等微生物的大量滋生对生态环境和人们的身体健康构成了巨大威胁,同时细菌在死亡后留下的细菌残骸还会释放出引起伤寒、霍乱等疾病的内毒素物质,进而引发二次污染。因此,如何在降解废水中有机污染物的同时杀灭有害微生物成为当代科学研究的热点。由此,光催化作为一种简单、高效的有机物催化氧化技术且兼具抗菌作用而得到迅速发展。众所周知,TiO2因其绿色环保、无二次污染、性质稳定、制备简单和价格低廉等优异特性成为光催化技术中应用最广泛的半导体催化剂,但仍然存在纳米粒子易团聚、表面区域小、光生电子-空穴对重组快、吸附性能差等缺陷,并会降低其光催化活性,进而影响有机污染物的降解效果及抗菌效果。为了弥补这些缺陷,通过负载技术来获得高活性的TiO2光催化型抗菌材料是有效的方法之一。本文利用具有稳定物化性质、高热稳定性、大比表面积等优异特性的微米级介孔SiO2作为载体,将纳米TiO2负载至SiO2载体上得到一种新型的复合光催化型抗菌材料,这样不仅可以解决TiO2颗粒易团聚、吸附性能差等缺陷,同时有效地提高了光催化降解有机污染物的效率及抗菌的效果。本文通过溶胶凝胶法首先制得载体SiO2,接着采用水解法制得TiO2@SiO2复合材料。通过SEM、EDS、XRD、XPS、FTIR、BET和粒度分析等检测手段来表征所制备的光催化型抗菌复合材料。选用甲基橙（Methyl Orange,MO）模拟有机污染物,高压汞灯作为UVA紫外光光源,通过光催化降解甲基橙溶液来考察TiO2@SiO2复合材料的光催化性能;选用大肠杆菌（E.coli）作为菌源,同时采用UVA紫外灯和普通日光灯作为光源,通过平板涂布法研究TiO2@SiO2复合材料对大肠杆菌的抗菌效果。实验结果显示,TiO2摩尔添加量为4.4%时制备得到的TiO2@SiO2复合材料其性能最佳,在UVA紫外光照射3 h条件下,甲基橙溶液的降解率达到100%,且复合材料的抗菌率达到99.3%。此外,在可见光照射3 h条件下,4.4%-TiO2@SiO2复合材料也表现出良好的抗菌性能,其抗菌率可达90.5%。通过对复合材料的检测分析结果可知,TiO2成功地被负载到微米级SiO2上,并且锐钛矿相TiO2与无定形载体SiO2之间通过形成的Ti-O-Si键相连,此化学键的存在有效地提高了TiO2@SiO2复合材料的光催化活性。另外,通过紫外-可见吸收光谱、FTIR、LC-MS等检测手段考察了甲基橙溶液在降解过程中甲基橙分子的官能团变化情况,推导出TiO2@SiO2复合材料的光催化降解机理;通过活性氧（Reactive Oxygen Species,ROS）自由基的荧光检测和大肠杆菌形态变化的SEM检测来探讨TiO2@SiO2复合材料的抗菌机理。机理探究结果表明,TiO2@SiO2复合材料在光照条件下能产生大量的活性氧自由基,在有机物降解过程中,活性氧自由基会攻击有机大分子使其降解为有机小分子,而这些有机小分子会被进一步降解,最终被矿化为H2O、CO2、硝酸根、硫酸根等无机物;在抗菌过程中,活性氧自由基会进入细菌体内对细菌细胞造成氧化损伤导致细胞内部结构被破坏,最终造成细菌的死亡。
吴彤[7]（2019）在《SiO2/F-TiO2复合光催化剂的制备及其性能研究》文中研究说明染料废水具有排放量大、成分复杂和色泽鲜艳等特点,现有国内外对其处理技术存在成本高、色度去除困难和降解效率低等问题;四环素是具有稳定萘酚环结构的抗生素,其废水对人类具有潜在毒性,且降解过程中的中间产物毒性大于亲本毒性,难以通过常规方法进行去除。具有超强氧化还原能力、价廉和无二次污染的光催化技术已成为最具潜力的废水处理方法,但TiO2由于其禁带宽度较宽、电子—空穴对重组率高和比表面积较小等限制了其在实际中的应用。对TiO2进行改性以提高其对可见光的响应、减少电子—空穴对重组率和增大比表面积等成为光催化研究的热点。本论文以制备良好太阳光光催化性能的钛基复合光催化剂为目标,以钛酸丁酯为钛源,氢氟酸为氟源,正硅酸乙酯和20%的硅酸钠为硅源,在低温下采用两步合成法制得一系列不同Ti:Si的SiO2/F-TiO2复合光催化剂,为进一步提升其光催化性能,以NaOH处理得到一系列NaOH-SiO2/F-TiO2复合光催化剂。分别以染料废水和四环素类废水为目标污染物考察了样品的光催化性能,采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis DRS、FT-IR、PL、XPS和BET等手段进行了表征分析,探究了其光催化动力学过程,通过自由基捕获实验研究了其光催化性能提升的机理。结果表明:（1）当30mg不同Ti:Si的SiO2/F-TiO2光催化剂在太阳光照射2h时,对100mL 10mg/L的染料废水基本降解完全,其中,Ti:Si的摩尔比在8:1时,对亚甲基蓝的降解效果最好,其余几种污染物在Ti:Si的摩尔比在4:1时降解效果最好;四环素类废水在光照3h时,对盐酸四环素类的降解效果最好,降解率达到65.1%,且对两类污染物的降解符合Langmuri-Hinshelwood一级动力学模型（L-H模型）。结合SEM和BET分析得,适量的SiO2的加入阻碍了 F-TiO2晶体的生长,导致光催化剂的尺寸减小,比表面积从86.32m2/g增加到135.99m2/g,大的表面积提供了更多的吸附位点和光催化反应中心;通过UV-Vis DRS可知,SiO2的加入使得可见光的吸收边红移,禁带宽度从2.82eV降低到2.73eV;PL表征说明,SiO2/F-TiO2具有更多的氧空位,更利于活性物种的产生,且电子—空穴对的重组率较低。自由基捕获实验中,超氧洋自由基（O2·-）起主要作用。（2）经NaOH处理的30mg NaOH-SiO2/F-TiO2复合光催化剂,在NaOH浓度为6mol/L时,降解效果最好。在降解染料废水中,对亚甲基蓝表现出比罗丹明B的更好的去除效果,在光照1.5h时,基本降解完全;四环素类废水中的降解效果依次为盐酸四环素（89.6%）>土霉素（77.1%）>盐酸金霉素（73.4%）,均高于未被NaOH处理的SiO2/F-TiO2的降解率,且效果提升了 20.9%-24.5%,比F-TiO2提升了29.5%-45.1%。光催化性能结合表征分析说明,NaOH处理使得催化剂的比表面积增大到166.32m2/g;可见光吸收阈值红移,禁带宽度为2.60eV,电子空穴对的重组率降低。进一步深入探究了NaOH-SiO2/F-TiO2材料的光催化降解机理,实验结果证明,羟基自由基（·OH）、空穴（h+）和超氧自由基（O2·-）共同起作用,其中羟基自由基（·OH）起主导作用。
俞丽萍[8]（2019）在《宏观尺寸大孔—介孔TiO2基光催化剂的制备及其在有机污染物降解中的应用》文中进行了进一步梳理光催化技术是一种被广泛研究的绿色技术,在清洁能源和环境保护领域都有着重要的应用前景,越来越受到科研工作者的重视。作为其中的重要组成部分,二氧化钛光催化可利用光能催化降解多种有机污染物,具有耗能低、绿色清洁、无重复污染等一系列优点。但纳米TiO2颗粒过于细微,在溶液中易团聚、难分离,影响了重复使用,这一问题的解决是将TiO2光催化推向实际应用的关键。因此本文研究了几种具有宏观尺寸的大孔-介孔TiO2基光催化剂,运用SEM、TEM、XRD、FTIR和N2吸附-脱附法对材料进行表征,并应用于不同种染料的光催化降解,主要研究工作如下:（1）以环氧树脂大孔聚合物为模板,采用浸渍法和高温焙烧制备出整体型大孔-介孔TiO2材料。经表征分析,聚合物模板呈现出三维贯通的孔道结构。焙烧除去聚合物后的材料孔壁由致密的TiO2纳米粒子构筑而成,TiO2薄层的厚度可以通过调节钛酸四丁酯的质量分数和浸渍次数来控制。以偶氮荧光桃红和亚甲基蓝为模拟污染物,用氙灯模拟日光光源,考察了各种因素对大孔-介孔TiO2光催化性能的影响。结果表明,当钛酸四丁酯的质量分数为40%、焙烧温度为550℃、染料溶液浓度为10 mg·L-1且偶氮荧光桃红溶液pH为2、亚甲基蓝溶液pH为10时,大孔-介孔TiO2光催化剂对污染物有着良好的光催化降解效果。（2）采用硬模板法制备出具有宏观尺寸的大孔-介孔SiO2;再以其为载体,通过钛酸四丁酯原位水解和高温焙烧制得大孔-介孔TiO2纳米晶/SiO2复合材料。以偶氮荧光桃红和亚甲基蓝为模拟污染物,用氙灯模拟日光光源,考察了不同条件下大孔-介孔TiO2/SiO2的光催化性能。结果表明,大孔-介孔SiO2具有三维连续贯通的孔道结构,孔壁为SiO2纳米薄膜;TiO2纳米晶以纳米薄膜的形式均匀地原位生长在SiO2纳米薄膜的两侧,得到的复合材料孔壁上存在大量介孔。当焙烧温度为600℃、TiO2的负载量为15.7 wt%、染料溶液浓度为10mg·L-1且偶氮荧光桃红溶液pH为3、亚甲基蓝溶液为9时,大孔-介TiO2/SiO2光催化剂对污染物的光催化降解效率最高,而且具有良好的重复使用性。
郑丹丹[9]（2019）在《TiO2-SiO2基光催化剂的制备与性能研究》文中提出TiO2-SiO2复合材料既具有SiO2的热稳定性和机械稳定性,又具有TiO2的催化性能,在催化领域有着广阔的应用前景,但TiO2的宽带隙和电子-空穴复合阻碍了其广泛应用。因此,本文制备了TiO2-SiO2复合材料,并通过负载AgBr、Ag、g-C3N4对其进行改性。具体研究内容如下:（1）通过溶胶凝胶法制备TiO2-SiO2复合材料,研究了其对亚甲基蓝（MB）染料的光催化降解性能。结果表明用500 W氙灯作为光源光照1 h后,用SiO2和TiO2的摩尔比为0.1制备的TiO2-SiO2可降解接近70%的MB;聚乙二醇（PEG）分子量为20000制备的TiO2-SiO2可降解接近70%的MB;采用去离子水作为水热溶剂制备的TiO2-SiO2可降解约90%的MB;糠醇（FA）添加量为2 mL制备的TiO2-SiO2可降解约90%的MB;PEG的添加量为1 g制备的TiO2-SiO2可降解约90%的MB。所制备的TiO2-SiO2重复使用5次对MB的降解率保持在70%以上,它产生的·OH是降解MB最主要的活性物种。（2）对TiO2-SiO2材料负载AgBr,得到了不同质量比的AgBr/TiO2-SiO2材料,并研究了其对MB和活性红2染料的光催化降解性能。结果表明用500 W氙灯作为光源光照1 h后,10%AgBr/TiO2-SiO2可降解95%的MB和100%的活性红2染料,其可见光催化活性比P25好,降解实际废水的COD值下降77.8%,其重复使用5次对MB的降解率保持在80%以上,产生的·OH和·O2-分别是降解MB和活性红2最主要的活性物种。（3）对TiO2-SiO2材料负载Ag,得到了不同质量比的Ag/TiO2-SiO2材料,并研究了其对MB和活性红2染料的光催化降解性能。结果表明用500W氙灯作为光源光照1 h后,5%Ag/TiO2-SiO2可降解95%的MB和60%的活性红2染料,其可见光催化活性比P25好,降解实际废水的COD值下降78.2%,其重复使用5次对MB的降解率保持在80%以上,产生的·OH是降解MB最主要的活性物种,10%Ag/TiO2-SiO2产生的空穴和·O2-是降解活性红2最主要的活性物种。（4）煅烧合成了g-C3N4/TiO2-SiO2材料,并研究了其对MB和活性红2染料的光催化降解性能。结果表明用500 W氙灯作为光源光照1 h后,20%g-C3N4/TiO2-SiO2可降解100%的MB和60%的活性红2染料,其可见光催化活性比P25好,降解实际废水的COD值下降83.7%,其重复使用5次对MB的降解率保持在80%以上,产生的·OH是降解MB最主要的活性物种,以及产生的空穴和·O2-是降解活性红2最主要的活性物种。图67幅,表11个,参考文献96篇。
于佳辉[10]（2019）在《Fe、N共掺杂负载型TiO2光催化氧化硝基苯废水的试验研究》文中研究表明硝基苯废水一直都是工业水处理行业的难点,传统的物化、生化方法对其处理效果均不理想,因此需要寻求一种绿色高效节能的处理方法。光催化氧化法可以高效的将难降解有机物彻底分解,其中改性的TiO2光催化剂具有绿色节能的特点。本研究主要对Fe、N共掺杂TiO2/GF光催化剂的制备条件及其处理硝基苯废水的工艺条件进行研究,为加速实现光催化氧化技术在工业上的使用提供依据。试验采用硝基苯废水作为处理水样,在自制的光催化反应器中进行了试验研究。研究内容包括:TiO2/GF光催化剂制备及紫外光下处理硝基苯废水的研究;Fe、N共掺杂TiO2/GF光催化剂制备及紫外光下处理硝基苯废水的研究;模拟太阳光灯下Fe、N共掺杂TiO2/GF光催化剂处理硝基苯废水的研究。采用溶胶-凝胶/浸渍-提拉法制备了 TiO2/GF光催化剂,XRD、SEM表征显示TiO2主要呈锐钛矿型,玻璃纤维表面负载均匀。试验结果表明:当镀膜层数4层、煅烧温度450℃,煅烧时间为120min时试验所制备的TiO2/GF光催化剂光催化性能较好,对硝基苯废水去除率可达88.7%且TiO2/GF催化剂可多次重复使用。以九水硝酸铁及尿素分为铁源、氮源对TiO2进行了离子掺杂改性。XRD及SEM表征显示掺杂后的TiO2多处出现明显锐钛矿峰型,玻璃纤维表面密致均匀。正交试验表明:Fe、N共掺杂TiO2/GF催化剂的最佳制备条件为:煅烧时间2h,煅烧温度450℃,n（Fe）:n（Ti）=0.9%,n（N）:n（Ti）=0.2（摩尔分数）。在紫外光的照射下废水浓度,曝气量及催化剂投加量等对催化剂的光氧化效果均有一定的影响,对于浓度为80mg/L硝基苯废水,当溶液pH=3,H2O2（30%）浓度为1m1/L,Fe、N共掺杂TiO2/GF催化剂0.15g,曝气量为0.6m3/L时,硝基苯去除率可达97.6%,COD去除率为89.4%。在模拟太阳光灯的照射下,试验所制备的Fe、N共掺杂TiO2/GF催化剂对硝基苯废水同样具有很好的去除效果,其中硝基苯去除率达90.6%,COD去除率达85.5%,较紫外光灯下的去除效果仅降低约5到7个百分点。Fe、N共掺杂TiO2/GF催化剂克服了传统粉末状TiO2在溶液中易发生团聚现象,TiO2晶型为锐钛矿,掺杂降低了电子一空穴对的复合率,拓宽了 TiO2的光响应范围,从而有效提高TiO2的光催化性能,对硝基苯废水具有很好的去除效果。
二、SiO_2负载的TiO_2光催化剂可见光催化降解染料污染物（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、SiO_2负载的TiO_2光催化剂可见光催化降解染料污染物（论文提纲范文）
（1）基于Fe3O4的钛、钌基复合纳米材料的合成及光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 纳米材料概述 |
| 1.2.1 纳米材料 |
| 1.2.2 光催化纳米材料 |
| 1.3 光催化降解废水有机污染物纳米材料 |
| 1.3.1 铁氧体磁性纳米材料 |
| 1.3.2 钛基纳米材料 |
| 1.3.3 钌基纳米材料 |
| 1.4 本论文的研究内容和创新点 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 第2章 磁性Fe_3O_4纳米微球的合成及光-芬顿反应催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂及药品 |
| 2.2.2 Fe_3O_4纳米微球的合成 |
| 2.2.3 Fe_3O_4纳米微球的表征 |
| 2.2.4 Fe_3O_4纳米微球的催化降解性能实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Fe_3O_4纳米微球的形貌及结构分析 |
| 2.3.2 Fe_3O_4纳米微球的XRD分析 |
| 2.3.3 Fe_3O_4纳米微球的XPS分析 |
| 2.3.4 Fe_3O_4纳米微球的比表面积测试 |
| 2.3.5 Fe_3O_4纳米微球的磁性能测试 |
| 2.3.6 Fe_3O_4纳米微球的光学性质研究 |
| 2.3.7 Fe_3O_4纳米微球的催化降解性能研究 |
| 2.3.8 Fe_3O_4纳米微球的光-芬顿反应催化降解机理探讨 |
| 2.3.9 循环回收性能评估 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Fe_3O_4@TiO_2磁性复合材料的合成及光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂及药品 |
| 3.2.2 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的合成 |
| 3.2.3 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的表征 |
| 3.2.4 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的光催化实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 合成条件对核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料形貌的影响 |
| 3.3.2 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的合成机理探讨 |
| 3.3.3 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的XRD分析 |
| 3.3.4 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的磁性能测试 |
| 3.3.5 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的XPS分析 |
| 3.3.6 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的比表面积测试 |
| 3.3.7 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的光学性能研究 |
| 3.3.8 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的光催化性能研究 |
| 3.3.9 核壳结构Fe_3O_4@TiO_2复合材料的光催化机理探讨 |
| 3.3.10 循环回收性能评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的合成及光催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂及药品 |
| 4.2.2 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的合成 |
| 4.2.3 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的表征 |
| 4.2.4 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光催化实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的XRD分析 |
| 4.3.2 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的形貌及组成成分分析 |
| 4.3.3 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的XPS分析 |
| 4.3.4 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的比表面积测试 |
| 4.3.5 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的磁性能测试 |
| 4.3.6 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光学性能研究 |
| 4.3.7 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光催化性能研究 |
| 4.3.8 Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光催化机理探讨 |
| 4.3.9 循环回收性能评估 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的合成及光催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 试剂及药品 |
| 5.2.2 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的合成 |
| 5.2.3 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的表征 |
| 5.2.4 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光催化实验 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的形貌及组成成分分析 |
| 5.3.2 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的XRD表征 |
| 5.3.3 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的拉曼光谱分析 |
| 5.3.4 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的XPS分析 |
| 5.3.5 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光学性能研究 |
| 5.3.6 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的磁性能测试 |
| 5.3.7 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的比表面积测试 |
| 5.3.8 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光催化性能研究 |
| 5.3.9 rGO/Fe_3O_4@Ru-TiO_2磁性复合材料的光催化机理探讨 |
| 5.3.10 循环回收性能评估 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的合成及光催化性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 试剂及药品 |
| 6.2.2 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的合成 |
| 6.2.3 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的表征 |
| 6.2.4 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的光催化实验 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的XRD分析 |
| 6.3.2 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的形貌及组成分析 |
| 6.3.3 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的比表面积测试 |
| 6.3.4 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的XPS分析 |
| 6.3.5 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的磁性能测试 |
| 6.3.6 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的光学性能研究 |
| 6.3.7 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的光催化性能研究 |
| 6.3.8 Fe_3O_4@C@Ru磁性复合材料的光催化机理探讨 |
| 6.3.9 循环回收性能评估 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）TiO2-SiO2光子晶体光催化材料的改性及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体光催化技术 |
| 1.2.1 半导体光催化基本原理 |
| 1.2.2 半导体光催化材料的研究进展 |
| 1.3 TiO_2光催化材料 |
| 1.3.1 TiO_2概述 |
| 1.3.2 影响TiO_2光催化活性的因素 |
| 1.3.3 改善TiO_2光催化活性的方法 |
| 1.4 光子晶体在光催化材料中的应用研究 |
| 1.4.1 光子晶体概述 |
| 1.4.2 光子晶体光催化材料的应用研究 |
| 1.5 课题研究内容与创新点 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 创新点 |
| 2 TiO_2-SiO_2粉体的制备及其光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂和仪器 |
| 2.2.2 TiO_2-SiO_2粉体的制备 |
| 2.2.3 材料的分析表征 |
| 2.2.4 光催化性能测试 |
| 2.3 制备条件对TiO_2粉体的影响与分析 |
| 2.3.1 物相结构表征与分析 |
| 2.3.2 微观形貌分析 |
| 2.3.3 光催化性能分析 |
| 2.4 制备条件对TiO_2-SiO_2粉体的影响与分析 |
| 2.4.1 物相结构、组成表征与分析 |
| 2.4.2 微观形貌分析 |
| 2.4.3 光催化性能分析 |
| 2.4.4 UV-vis分析 |
| 2.5 TiO_2-SiO_2光催化反应机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2粉体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 试剂和仪器 |
| 3.2.2 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2粉体的制备 |
| 3.2.3 材料的分析表征 |
| 3.2.4 光催化性能测试 |
| 3.3 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2粉体的表征与讨论 |
| 3.3.1 物相结构、组成表征与分析 |
| 3.3.2 XPS分析 |
| 3.3.3 微观形貌分析 |
| 3.3.4 UV-vis分析 |
| 3.3.5 荧光光谱(PL)分析 |
| 3.3.6 光催化性能分析 |
| 3.4 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2光催化反应机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多孔结构Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2粉体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 实验药品与仪器 |
| 4.2.2 多孔结构Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2粉体的制备 |
| 4.2.3 材料的分析表征 |
| 4.2.4 光催化性能测试 |
| 4.3 多孔结构Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2粉体的表征与讨论 |
| 4.3.1 物相结构、组成表征与分析 |
| 4.3.2 XPS分析 |
| 4.3.3 微观形貌分析 |
| 4.3.4 UV-vis分析 |
| 4.3.5 荧光光谱(PL)分析 |
| 4.3.6 电化学性能分析 |
| 4.3.7 光催化性能分析 |
| 4.4 多孔结构增强Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2光催化性能作用机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2光子晶体薄膜的制备及其光催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验药品与仪器 |
| 5.2.2 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2-光子晶体薄膜的制备 |
| 5.2.3 材料的分析表征 |
| 5.2.4 光催化性能测试 |
| 5.3 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2薄膜的表征 |
| 5.3.1 物相结构与形貌分析 |
| 5.3.2 UV-vis分析 |
| 5.4 SiO_2光子晶体的表征 |
| 5.4.1 SiO_2胶体球的SEM分析 |
| 5.4.2 SiO_2光子晶体的SEM分析 |
| 5.4.3 SiO_2光子晶体的带隙分析 |
| 5.5 Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2光子晶体复合膜光催化性能的影响与分析 |
| 5.6 SiO_2光子晶体增强Cu~(2+)掺杂TiO_2-SiO_2膜光催化性能机理分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文、专利 |
（3）SiO2负载型核壳结构光催化剂及中空结构复合光催化剂研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 TiO_2光催化剂1 |
| 1.2.1 TiO_2晶型结构 |
| 1.2.2 TiO_2光催化机理 |
| 1.2.3 TiO_2制备方法 |
| 1.2.4 TiO_2改性方法 |
| 1.3 核壳结构光催化剂 |
| 1.3.1 核壳结构光催化剂研究现状 |
| 1.3.2 SiO_2负载TiO_2核壳结构光催化剂 |
| 1.4 中空结构TiO_2光催化剂 |
| 1.4.1 中空结构光催化剂研究现状 |
| 1.4.2 中空结构TiO_2光催化剂合成方法 |
| 1.5 中空结构TiO_2@ZIF-8复合光催化剂 |
| 1.5.1 MOF |
| 1.5.2 MOF在光催化方面应用 |
| 1.5.3 中空结构TiO_2@ZIF-8复合光催化剂 |
| 1.6 本论文研究目的与意义 |
| 第二章 SiO_2@TiO_2核壳结构光催化剂制备及光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂 |
| 2.2.2 SiO_2的制备 |
| 2.2.3 SiO_2@TiO_2核壳结构光催化剂的制备 |
| 2.2.4 材料表征 |
| 2.2.5 光催化性能实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 形貌分析 |
| 2.3.2 XRD分析 |
| 2.3.3 傅里叶红外(FT-IR)分析 |
| 2.3.4 氮气吸附-脱附曲线分析 |
| 2.3.5 Zeta电位分析 |
| 2.3.6 光催化活性 |
| 2.3.7 光催化机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 SiO_2@TiO_2-Ag复合结构光催化剂制备及光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂 |
| 3.2.2 SiO_2的制备 |
| 3.2.3 SiO_2@TiO_2核壳结构光催化剂的制备 |
| 3.2.4 SiO_2@TiO_2-Ag复合核壳结构光催化剂的制备 |
| 3.2.5 SiO_2@Ag-TiO_2复合核壳结构光催化剂的制备 |
| 3.2.6 材料表征 |
| 3.2.7 光催化性能实验 |
| 3.3 SiO_2@TiO_2-Ag复合核壳结构光催化剂实验结果与讨论 |
| 3.3.1 形貌分析 |
| 3.3.2 XRD分析 |
| 3.3.3 XPS分析 |
| 3.3.4 傅立叶红外(FT-IR)分析 |
| 3.3.5 光催化活性 |
| 3.3.6 光催化机理分析 |
| 3.4 SiO_2@Ag-TiO_2复合核壳结构光催化剂实验结果与讨论 |
| 3.4.1 形貌分析 |
| 3.4.2 XRD分析 |
| 3.4.3 光催化活性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 中空结构光催化剂制备及光催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂 |
| 4.2.2 SiO_2的制备 |
| 4.2.3 SiO_2@TiO_2核壳结构光催化剂的制备 |
| 4.2.4 中空结构TiO_2光催化剂的制备 |
| 4.2.5 不同煅烧温度对光催化剂的影响实验 |
| 4.2.6 不同碱液加入体积对中空结构TiO_2光催化剂的影响实验 |
| 4.2.7 材料表征 |
| 4.2.8 光催化性能实验 |
| 4.3 不同煅烧温度制备TiO_2,SiO_2@TiO_2和中空结构TiO_2实验结果与讨论 |
| 4.3.1 XRD分析 |
| 4.3.2 形貌分析 |
| 4.3.3 氮气吸附脱附分析 |
| 4.3.4 拉曼光谱及傅里叶红外分析 |
| 4.3.5 光催化活性 |
| 4.4 煅烧温度550℃下制备中空结构TiO_2光催化剂实验结果与讨论 |
| 4.4.1 形貌分析 |
| 4.4.2 XRD分析 |
| 4.4.3 光催化活性 |
| 4.5 煅烧温度850℃下制备中空结构TiO_2光催化剂实验结果与讨论 |
| 4.5.1 形貌分析 |
| 4.5.2 XRD分析 |
| 4.5.3 氮气吸附脱附分析 |
| 4.5.4 光催化活性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 双壳中空结构TiO_2@ZIF-8复合光催化剂制备及光催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 试剂 |
| 5.2.2 SiO_2的制备 |
| 5.2.3 SiO_2@TiO_2核壳结构光催化剂的制备 |
| 5.2.4 中空结构TiO_2光催化剂的制备 |
| 5.2.5 ZIF-8 的制备 |
| 5.2.6 双壳中空结构TiO_2@ZIF-8复合光催化剂的制备 |
| 5.2.7 材料表征 |
| 5.2.8 光催化性能实验 |
| 5.3 双壳中空结构TiO_2@ZIF-8复合光催化剂实验结果与讨论 |
| 5.3.1 形貌分析 |
| 5.3.2 XRD分析 |
| 5.3.3 热重分析 |
| 5.3.4 XPS分析 |
| 5.3.5 氮气吸附脱附分析 |
| 5.3.6 紫外可见漫反射光谱分析 |
| 5.3.7 光催化活性 |
| 5.3.8 光催化机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 研究结论、创新点及展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（4）固定化光催化剂涂层的制备及其对有机污染物降解性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 有机污染废水概述 |
| 1.2 半导体光催化技术 |
| 1.2.1 引言 |
| 1.2.2 半导体光催化原理 |
| 1.3 影响半导体光催化性能主要因素 |
| 1.3.1 能带结构 |
| 1.3.2 晶格缺陷 |
| 1.3.3 亲疏水性 |
| 1.3.4 光催化系统反应条件 |
| 1.4 半导体光催化主要存在的问题 |
| 1.4.1 光催化量子效率低 |
| 1.4.2 光利用率低 |
| 1.4.3 粉末光催化剂回收困难 |
| 1.5 光催化剂载体和光催化反应器 |
| 1.6 本论文的构想 |
| 1.6.1 研究目的和意义 |
| 1.6.2 研究目标和内容 |
| 第2章 PDMS-SiO_2-TiO_2光催化涂层的制备及其紫外去除水体中有机污染物的特性研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料和方法 |
| 2.2.1 实验仪器 |
| 2.2.2 实验材料 |
| 2.2.3 材料制备 |
| 2.2.4 材料表征 |
| 2.2.5 紫外光催化活性测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 PDMS-SiO_2-TiO_2表征 |
| 2.3.2 PDMS-SiO_2-TiO_2在不同载体的光催化效率 |
| 2.3.3 PDMS-SiO_2-TiO_2的循环稳定性 |
| 2.3.4 PDMS-SiO_2-TiO_2处理实际染料废水 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 PDMS-SiO_2-Cs@TiO_2光催化涂层的制备及其模拟太阳光去除水体中有机污染物的特性研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验材料和方法 |
| 3.2.1 实验仪器 |
| 3.2.2 实验材料 |
| 3.2.3 材料制备 |
| 3.2.4 材料表征 |
| 3.2.5 可见光及模拟太阳光催化活性测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Cs@TiO_2可见光光催化性能 |
| 3.3.2 PDMS-SiO_2-Cs@TiO_2模拟太阳光光催化性能及循环稳定性 |
| 3.3.3 PDMS-SiO_2-Cs@TiO_2及Cs@TiO_2表征 |
| 3.3.4 PDMS-SiO_2-Cs@TiO_2光催化涂层疏水性和形貌 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 PDMS-SiO_2-BiPO_4光催化涂层的制备及其紫外去除水体中有机污染物的特性研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料和方法 |
| 4.2.1 实验仪器 |
| 4.2.2 实验材料 |
| 4.2.3 材料制备 |
| 4.2.4 材料表征 |
| 4.2.5 紫外光催化活性测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 PDMS-SiO_2-BiPO_4表征 |
| 4.3.2 PDMS-SiO_2-BiPO_4紫外光催化性能 |
| 4.3.3 PDMS-SiO_2-BiPO_4疏水性及循环稳定性 |
| 4.3.4 无机阴离子对PDMS-SiO_2-BiPO_4降解MB的影响 |
| 4.3.5 无机阳离子对PDMS-SiO_2-BiPO_4降解MB的影响 |
| 4.3.6 PDMS-SiO_2-BiPO_4对MB的去除机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 进一步工作的方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文和专利 |
（5）SiO2（TiO2）/H3PW12O40/g-C3N4复合光催化剂的设计及其降解水中芳香烃类污染物性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 半导体光催化技术的概述 |
| 1.1.1 半导体光催化原理 |
| 1.1.2 半导体光催化技术的应用 |
| 1.2 TiO_2的研究进展 |
| 1.2.1 TiO_2概述 |
| 1.2.2 TiO_2光催化原理 |
| 1.2.3 TiO_2改性研究 |
| 1.3 石墨相氮化碳的研究进展 |
| 1.3.1 g-C_3N_4概述 |
| 1.3.2 g-C_3N_4光催化原理 |
| 1.3.3 g-C_3N_4改性研究 |
| 1.4 杂多酸的研究进展 |
| 1.4.1 杂多酸概述 |
| 1.4.2 杂多酸光催化原理 |
| 1.4.3 负载型杂多酸 |
| 1.4.3.1 二氧化硅负载型杂多酸 |
| 1.4.3.2 二氧化钛负载型杂多酸 |
| 1.5 论文的选题目的与意义 |
| 第二章 SiO_2/PW_(12)/g-C_3N_4 复合光催化剂的制备、表征及光催化性能研究 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 试剂与仪器 |
| 2.1.2 SiO_2/PW_(12)/g-C_3N_4 复合光催化剂的制备 |
| 2.1.2.1 超薄g-C_3N_4纳米片 |
| 2.1.2.2 SiO_2/PW_(12)/g-C_3N_4 复合光催化剂 |
| 2.1.3 光催化实验 |
| 2.1.4 光电化学实验 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 催化剂制备与表征 |
| 2.2.1.1 SiO_2/PW_(12)/g-C_3N_4 复合光催化剂形成过程 |
| 2.2.1.2 X?射线粉末衍射图谱(XRD)分析 |
| 2.2.1.3 傅里叶红外光谱(FT?IR)分析 |
| 2.2.1.4 ~(31)P MAS NMR分析 |
| 2.2.1.5 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.2.1.6 氮气吸附 |
| 2.2.1.7 紫外?可见漫反射光谱(UV?Vis DRS)分析 |
| 2.2.2 光催化剂性能研究 |
| 2.2.2.1 光催化降解活性 |
| 2.2.2.2 循环实验 |
| 2.2.3 光催化降解机理研究 |
| 2.2.3.1 光电化学实验 |
| 2.2.3.2 自由基捕获实验 |
| 2.2.3.3 活性及机理讨论 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 TiO_2/PW_(12)/g-C_3N_4 复合光催化剂的制备、表征及光催化性能研究 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 试剂与仪器 |
| 3.1.2 TiO_2/PW_(12)/g-C_3N_4 复合光催化剂的制备 |
| 3.1.2.1 超薄g-C_3N_4纳米片的制备 |
| 3.1.2.2 s-TiO_2/PW_(12)/g-C_3N_4 复合材料的制备 |
| 3.1.2.3 h-TiO_2/PW_(12)/g-C_3N_4 复合材料的制备 |
| 3.1.3 光催化实验 |
| 3.1.4 光电化学实验 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 表征 |
| 3.2.1.1 X?射线粉末衍射图谱(XRD)分析 |
| 3.2.1.2 傅里叶红外光谱(FT?IR)分析 |
| 3.2.1.3 ~(31)P MAS NMR谱分析 |
| 3.2.1.4 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 3.2.1.5 氮气吸附分析 |
| 3.2.1.6 透射电镜(TEM)分析 |
| 3.2.1.7 紫外?可见漫反射光谱(UV?vis DRS)分析 |
| 3.2.2 光催化剂性能研究 |
| 3.2.2.1 光催化降解活性 |
| 3.2.2.2 循环实验 |
| 3.2.3 光催化降解机理研究 |
| 3.2.3.1 光电化学实验 |
| 3.2.3.2 自由基捕获实验 |
| 3.2.3.3 活性及机理讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
（6）TiO2@SiO2复合材料的光催化与抗菌性能及其机理的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 不同有机废水的污染现状 |
| 1.1.1 印染废水的污染现状 |
| 1.1.2 氮类废水的污染现状 |
| 1.1.3 其他废水的污染现状 |
| 1.2 微生物及其危害 |
| 1.3 光催化技术 |
| 1.3.1 光催化技术的起源及发展 |
| 1.3.2 光催化剂及其光催化原理 |
| 1.4 无机抗菌材料载体 |
| 1.4.1 沸石 |
| 1.4.2 活性炭 |
| 1.4.3 活性氧化铝 |
| 1.4.4 二氧化硅 |
| 1.5 论文的研究目的和研究内容 |
| 1.5.1 选题思路 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第二章 实验 |
| 2.1 实验试剂及仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 光催化型抗菌材料的制备 |
| 2.2.1 载体SiO_2的制备 |
| 2.2.2 TiO_2@SiO_2 复合材料的制备 |
| 2.3 光催化性能检测 |
| 2.4 抗菌性能检测 |
| 2.5 活性氧(ROS)检测 |
| 2.6 细菌形貌的SEM检测 |
| 2.7 光催化型抗菌材料的结构与性能表征 |
| 2.7.1 高分辨场发射扫描电子显微镜及X射线能谱仪 |
| 2.7.2 X射线衍射仪 |
| 2.7.3 激光粒度分析仪 |
| 2.7.4 比表面及孔径分析仪 |
| 2.7.5 X射线光电子能谱仪 |
| 2.7.6 傅里叶变换红外光谱仪 |
| 2.7.7 光化学反应器 |
| 2.7.8 紫外-可见分光光度计 |
| 2.7.9 倒置荧光显微镜 |
| 2.7.10 荧光分光光度计 |
| 2.7.11 液相色谱-质谱联用仪 |
| 第三章 TiO_2@SiO_2 光催化型抗菌复合材料的制备及表征 |
| 3.1 TiO_2 添加量对TiO_2@SiO_2 复合材料性能的影响 |
| 3.1.1 光催化性能 |
| 3.1.2 抗菌性能 |
| 3.2 反应时间对TiO_2@SiO_2 复合材料性能的影响 |
| 3.3 最佳反应条件下所制备样品的表征 |
| 3.3.1 微观形貌分析 |
| 3.3.2 化学结构分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 光催化降解甲基橙溶液的机理探究 |
| 4.1 光催化降解过程中甲基橙溶液的成分分析 |
| 4.1.1 紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱图分析 |
| 4.1.2 红外光谱分析 |
| 4.1.3 液质(LC-MS)分析 |
| 4.2 甲基橙(MO)溶液降解过程的推导 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 抗菌机理的探究 |
| 5.1 活性氧自由基的产生 |
| 5.1.1 荧光分光光谱图及荧光图像分析 |
| 5.1.2 细菌形貌的SEM图像分析 |
| 5.2 活性氧抗菌的机理研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）SiO2/F-TiO2复合光催化剂的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 难降解有机废水的特性和处理技术 |
| 1.2.1 染料废水的特点及危害 |
| 1.2.2 四环素类废水的特点及危害 |
| 1.2.3 染料和四环素类废水的处理技术 |
| 1.3 TiO_2光催化氧化剂的研究进展 |
| 1.3.1 TiO_2的结构和性质 |
| 1.3.2 TiO_2的光催化降解机理 |
| 1.3.3 提高TiO_2光催化性能的途径 |
| 1.4 本论文的研究意义、内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 2 实验材料及研究方法 |
| 2.1 主要试剂与仪器 |
| 2.1.1 主要实验试剂 |
| 2.1.2 主要实验设备 |
| 2.1.3 目标污染物的性质 |
| 2.2 光催化剂的表征仪器及测试条件 |
| 2.2.1 X射线粉末衍射仪 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.2.3 傅里叶红外光谱分析仪 |
| 2.2.4 氮气物理吸附分析仪 |
| 2.2.5 紫外—可见漫反射吸收光谱仪 |
| 2.2.6 荧光光谱仪 |
| 2.2.7 X射线光电子能谱仪 |
| 2.3 催化剂的光催化性能评价 |
| 2.4 催化剂的光催化反应动力学分析 |
| 2.5 催化剂自由基捕获实验 |
| 3 SiO_2/F-TiO_2光催化剂的低温合成及其光催化性能研究 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 F-TiO_2和SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的制备 |
| 3.1.2 F-TiO_2和SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的表征方法 |
| 3.1.3 F-TiO_2和SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的光催化性能评价 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 F-TiO_2和SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的特性表征 |
| 3.2.2 F-TiO_2和SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的光催化性能研究 |
| 3.2.3 F-TiO_2和SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的动力学分析 |
| 3.2.4 F-TiO_2和SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的自由基捕获实验 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 NaOH-SiO_2/F-TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 NaOH-SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的制备 |
| 4.1.2 NaOH-SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的表征方法 |
| 4.1.3 NaOH-SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的光催化性能评价 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 NaOH-SiO_2/F-TiO_2复合催化剂的特性表征 |
| 4.2.2 NaOH-SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的光催化性能研究 |
| 4.2.3 NaOH-SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的动力学分析 |
| 4.2.4 NaOH-SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的自由基捕获实验 |
| 4.2.5 NaOH-SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂机理分析 |
| 4.2.6 NaOH-SiO_2/F-TiO_2复合光催化剂的经济成本核算 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）宏观尺寸大孔—介孔TiO2基光催化剂的制备及其在有机污染物降解中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 二氧化钛光催化剂的研究意义 |
| 1.2 二氧化钛光催化剂 |
| 1.2.1 二氧化钛的结构和性质 |
| 1.2.2 二氧化钛光催化反应原理 |
| 1.2.3 二氧化钛催化活性的影响因素 |
| 1.3 二氧化钛光催化剂的制备与改性 |
| 1.3.1 二氧化钛光催化剂的制备方法 |
| 1.3.2 二氧化钛光催化剂的改性方法 |
| 1.4 二氧化钛的载体与固定化方法 |
| 1.4.1 载体的选择 |
| 1.4.2 固定化方法 |
| 1.5 二氧化钛光催化剂在染料降解中的应用 |
| 1.6 研究内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验主要试剂 |
| 2.1.2 主要实验仪器 |
| 2.2 材料的制备 |
| 2.2.1 环氧树脂大孔聚合物的制备 |
| 2.2.2 大孔-介孔TiO_2基光催化剂的制备 |
| 2.2.3 大孔-介孔SiO_2的制备 |
| 2.2.4 大孔-介孔TiO_2/SiO_2光催化剂的制备 |
| 2.3 光催化降解实验 |
| 2.3.1 黑暗吸脱附实验 |
| 2.3.2 光催化降解实验 |
| 2.4 材料的表征 |
| 2.4.1 X射线粉末衍射分析(XRD) |
| 2.4.2 红外光谱分析(FTIR) |
| 2.4.3 扫描电镜分析(SEM) |
| 2.4.4 透射电镜分析(TEM) |
| 2.4.5 孔径和比表面积分析(BET) |
| 3 整体型大孔-介孔TiO_2光催化材料的制备及光催化其性能研究 |
| 3.1 整体型大孔-介孔TiO_2光催化材料的性能表征 |
| 3.1.1 大孔-介孔TiO_2基光催化材料的微观形貌 |
| 3.1.2 大孔-介孔TiO_2孔结构 |
| 3.1.3 大孔-介孔TiO_2的结晶性能 |
| 3.2 大孔-介孔TiO_2的光催化影响因素 |
| 3.2.1 钛酸四丁酯质量分数不同的大孔-介孔TiO_2对光催化降解染料的影响 |
| 3.2.2 焙烧温度大孔-介孔TiO_2光催化降解染料的影响 |
| 3.2.3 溶液的p H大孔-介孔TiO_2光催化降解染料的影响 |
| 3.2.4 溶液的初始浓度对大孔-介孔TiO_2材料光催化降解染料的影响 |
| 3.2.5 重复使用率 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 宏观尺寸大孔-介孔TiO_2/SiO_2光催化材料的制备及光催化其性能研究 |
| 4.1 整体型大孔-介孔TiO_2/SiO_2光催化材料的性能表征 |
| 4.1.1 大孔-介孔TiO_2/SiO_2光催化材料的微观形貌 |
| 4.1.2 大孔-介孔SiO_2和TiO_2/SiO_2孔结构 |
| 4.1.3 大孔-介孔TiO_2/SiO_2的结晶性能 |
| 4.1.4 大孔-介孔TiO_2/SiO_2的结构 |
| 4.2 大孔-介孔TiO_2/SiO_2对不同种染料的光催化降解性能 |
| 4.2.1 焙烧温度对大孔-介孔TiO_2/SiO_2光催化降解染料的影响 |
| 4.2.2 TiO_2负载率对大孔-介孔TiO_2/SiO_2光催化降解染料的影响 |
| 4.2.3 p H对大孔-介孔TiO_2/SiO_2复合材料光催化降解染料的影响 |
| 4.2.4 溶液的初始浓度对大孔-介孔TiO_2/SiO_2复合材料光催化降解染料的影响 |
| 4.2.5 TiO_2负载率为 15.7 wt%,焙烧温度为 600 ℃的大孔-介孔TiO_2/SiO_2复合材料(TS600-15.7)的重复使用性 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论 |
| 6 存在的问题及展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（9）TiO2-SiO2基光催化剂的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 SiO_2材料 |
| 1.2.1 SiO_2材料的简介 |
| 1.2.2 溶胶-凝胶法制备SiO_2颗粒 |
| 1.3 TiO_2材料 |
| 1.3.1 TiO_2材料的简介 |
| 1.3.2 液相法制备TiO_2材料 |
| 1.3.3 TiO_2材料的修饰改性 |
| 1.4 g-C_3N_4 材料 |
| 1.4.1 g-C_3N_4 材料的简介 |
| 1.4.2 g-C_3N_4 材料的制备方法 |
| 1.4.3 g-C_3N_4 材料的修饰改性 |
| 1.5 光催化 |
| 1.5.1 光催化简介 |
| 1.5.2 光催化的基本原理 |
| 1.5.3 光催化的影响因素 |
| 1.5.4 光催化剂的应用 |
| 1.6 本文研究目的和主要内容 |
| 2.TiO_2-SiO_2的制备及其光催化性能研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 材料的制备 |
| 2.2.4 光催化性能测试 |
| 2.2.5 重复利用性能测试 |
| 2.2.6 光催化机理实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 XRD分析 |
| 2.3.2 FT-TR分析 |
| 2.3.3 SEM分析 |
| 2.3.4 比表面积及孔径分析 |
| 2.3.5 光催化性能评价 |
| 2.3.6 催化剂稳定性评价 |
| 2.3.7 光催化机理探究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.AgBr/TiO_2-SiO_2光催化剂的制备及其光催化性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 AgBr/TiO_2-SiO_2光催化剂的制备 |
| 3.2.4 光催化性能测试 |
| 3.2.5 重复利用性能测试 |
| 3.2.6 光催化机理实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 FT-IR分析 |
| 3.3.3 SEM分析 |
| 3.3.4 比表面积及孔径分析 |
| 3.3.5 UV-vis漫反射光谱分析 |
| 3.3.6 光催化性能评价 |
| 3.3.7 催化剂稳定性评价 |
| 3.3.8 光催化机理探究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.Ag/TiO_2-SiO_2光催化剂的制备及其光催化性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 Ag/TiO_2-SiO_2光催化剂的制备 |
| 4.2.4 光催化性能测试 |
| 4.2.5 重复利用性能测试 |
| 4.2.6 光催化机理实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 XRD分析 |
| 4.3.2 FT-IR分析 |
| 4.3.3 SEM分析 |
| 4.3.4 比表面积及孔径分析 |
| 4.3.5 UV-vis漫反射光谱分析 |
| 4.3.6 光催化性能评价 |
| 4.3.7 催化剂稳定性评价 |
| 4.3.8 光催化机理探究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.g-C_3N_4/TiO_2-SiO_2的制备及其光催化性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 g-C_3N_4/TiO_2-SiO_2的制备 |
| 5.2.4 光催化性能测试 |
| 5.2.5 重复利用性能测试 |
| 5.2.6 光催化机理实验 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 XRD分析 |
| 5.3.2 FT-IR分析 |
| 5.3.3 SEM分析 |
| 5.3.4 比表面积及孔径分析 |
| 5.3.5 UV-vis漫反射光谱分析 |
| 5.3.6 光催化性能评价 |
| 5.3.7 催化剂稳定性评价 |
| 5.3.8 光催化机理探究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6.结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 致谢 |
（10）Fe、N共掺杂负载型TiO2光催化氧化硝基苯废水的试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.1.3 目的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 硝基苯废水处理的研究现状 |
| 1.2.2 TiO_2光催化氧化技术的研究现状 |
| 1.2.3 改性TiO_2光催化氧化技术的研究现状 |
| 1.2.4 存在问题及分析 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 试验装置及研究方法 |
| 2.1 试验装置与载体 |
| 2.1.1 试验装置 |
| 2.1.2 试验载体 |
| 2.2 试验仪器与药品 |
| 2.2.1 试验仪器 |
| 2.2.2 试验药品 |
| 2.3 试验水样与方法 |
| 2.3.1 试验水样 |
| 2.3.2 试验方法 |
| 2.4 分析测定 |
| 2.4.1 pH测定 |
| 2.4.2 硝基苯测定 |
| 2.4.3 COD测定 |
| 3 TiO_2/GF光催化剂制备及处理硝基苯废水的试验研究 |
| 3.1 载体的选择与预处理 |
| 3.1.1 催化剂载体选择 |
| 3.1.2 玻璃纤维的预处理 |
| 3.2 负载型TiO_2光催化剂的制备 |
| 3.2.1 溶胶-凝胶法制备TiO_2溶胶 |
| 3.2.2 浸渍提拉制备玻璃纤维负载TiO_2光催化剂 |
| 3.3 制备因素对负载型光催化剂的催化性能影响研究 |
| 3.3.1 水、无水乙醇和冰醋酸对处理效果的影响 |
| 3.3.2 镀膜次数对处理效果的影响 |
| 3.3.3 煅烧温度对处理效果的影响 |
| 3.3.4 煅烧时间对处理效果的影响 |
| 3.4 负载型TiO_2的SEM及XRD表征及光催化性能研究 |
| 3.4.1 负载型TiO_2的SEM及XRD表征 |
| 3.4.2 TiO_2/GF暗态降解、TiO_2光催化与TiO_2/GF光催化对比试验 |
| 3.4.3 负载型TiO_2重复使用对光催化性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 Fe、N共掺杂TiO_2/GF光催化剂制备及处理硝基苯废水的试验研究 |
| 4.1 Fe、N掺杂改性负载型TiO_2光催化剂的制备 |
| 4.1.1 Fe掺杂负载型纳米TiO_2光催化剂的制备 |
| 4.1.2 N掺杂负载型纳米TiO_2光催化剂的制备 |
| 4.1.3 Fe、N共掺杂负载型纳米TiO_2光催化剂的制备 |
| 4.2 离子掺杂对改性负载型光催化剂催化活性的影响 |
| 4.2.1 掺氮量对处理效果的影响 |
| 4.2.2 掺铁量对处理效果的影响 |
| 4.2.3 正交试验 |
| 4.2.4 不同催化剂处理硝基苯废水的对比试验 |
| 4.3 Fe、N共掺杂TiO_2/GF光催化剂的XRD、SEM表征 |
| 4.4 紫外光下的光催化氧化试验研究 |
| 4.4.1 废水浓度对处理效果的影响 |
| 4.4.2 废水PH对处理效果的影响 |
| 4.4.3 曝气量对处理效果的影响 |
| 4.4.4 催化剂的投加量对处理效果的影响 |
| 4.4.5 外加氧化剂对处理效果的影响 |
| 4.4.6 Fe、N共掺杂TiO_2/GF催化剂的流失测定 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 长弧氙灯下Fe、N共掺杂TiO_2/GF光催化剂处理硝基苯废水的试验研究 |
| 5.1 长弧氙灯下光催化氧化试验研究 |
| 5.1.1 光照强度对处理效果的影响 |
| 5.1.2 离子掺杂对处理效果的影响 |
| 5.1.3 曝气量对处理效果的影响 |
| 5.1.4 外加氧化剂对处理效果的影响 |
| 5.2 正交试验 |
| 5.2.1 最佳反应条件确定 |
| 5.2.2 最佳反应条件验证 |
| 5.3 不同反应体系处理硝基苯废水的对比试验研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
四、SiO_2负载的TiO_2光催化剂可见光催化降解染料污染物（论文参考文献）
- [1]基于Fe3O4的钛、钌基复合纳米材料的合成及光催化性能研究[D]. 张奇. 扬州大学, 2021(02)
- [2]TiO2-SiO2光子晶体光催化材料的改性及其性能研究[D]. 刘田田. 陕西科技大学, 2021(09)
- [3]SiO2负载型核壳结构光催化剂及中空结构复合光催化剂研究[D]. 付宁. 兰州交通大学, 2020(01)
- [4]固定化光催化剂涂层的制备及其对有机污染物降解性能的研究[D]. 刘恒. 南昌大学, 2020
- [5]SiO2（TiO2）/H3PW12O40/g-C3N4复合光催化剂的设计及其降解水中芳香烃类污染物性能研究[D]. 李凌宇. 东北师范大学, 2020(01)
- [6]TiO2@SiO2复合材料的光催化与抗菌性能及其机理的研究[D]. 陈一凡. 昆明理工大学, 2020
- [7]SiO2/F-TiO2复合光催化剂的制备及其性能研究[D]. 吴彤. 西安科技大学, 2019(01)
- [8]宏观尺寸大孔—介孔TiO2基光催化剂的制备及其在有机污染物降解中的应用[D]. 俞丽萍. 宁波大学, 2019(06)
- [9]TiO2-SiO2基光催化剂的制备与性能研究[D]. 郑丹丹. 西安工程大学, 2019(07)
- [10]Fe、N共掺杂负载型TiO2光催化氧化硝基苯废水的试验研究[D]. 于佳辉. 沈阳建筑大学, 2019(05)