首页 > 学术论文

二氧化钛基自清洁薄膜的光催化性能和亲水性研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 17:41:43
热度:

二氧化钛基自清洁薄膜的光催化性能和亲水性研究【摘要】:本文采用无机溶胶凝胶法制备了具有可见光催化活性的TiO_2基自清洁薄膜,主要通过金属改性调控TiO_2晶体结构、表面形貌及能带

【摘要】:本文采用无机溶胶凝胶法制备了具有可见光催化活性的TiO_2基自清洁薄膜,主要通过金属改性调控TiO_2晶体结构、表面形貌及能带结构等微观结构,以实现提高TiO_2薄膜可见光催化性能的目的;通过聚乙二醇改性及SiO_2复合改变TiO_2薄膜的表面化学性质的方法,以实现提高TiO_2薄膜亲水性能的目的。 以TiOSO_4·nH_2O为钛源,NH_4VO_3为钒源采用溶胶凝胶法制备了钒掺杂TiO_2薄膜,随着钒掺杂量的升高,TiO_2薄膜中晶粒形状由纺锤状变为球形,晶粒尺寸变小,当钒掺杂量达到10 mol%时,薄膜的物相组成为锐钛矿和金红石相的混晶结构,对应的可见光催化活性最好。采用光化学沉积的方法制得贵金属修饰TiO_2薄膜,其可见光催化活性都获得不同程度的提高,其中Ag/TiO_2和Pd/TiO_2薄膜的可见光催化活性较好。当钒掺杂和银沉积共同改性时,Ag/10V-TiO_2薄膜的光催化活性最好,可见光照6 h后对甲基橙的降解率达到76.7%,从掺杂能级、混晶结构等角度对于金属改性提高TiO_2薄膜可见光催化活性的机理进行了初步探讨。 为了提高TiO_2薄膜亲水性能,本实验采用了聚乙二醇(PEG)改性、与SiO_2复合以及硅钒共同改性的方法。结果表明,PEG-TiO_2薄膜和SiO_2/TiO_2复合薄膜的润湿角都比纯TiO_2薄膜明显降低,由于PEG和SiO_2溶胶体系中含有大量·OH,有利于吸附化学吸附水从而提高TiO_2薄膜的亲水性能;并且添加适量的SiO_2,有利于TiO_2薄膜可见光光催化活性的提高,由于SiO_2抑制了TiO_2晶粒的生长,提高了比表面积,但过量的SiO_2使复合薄膜的结晶度下降而使光催化活性降低。为了进一步提高SiO_2/TiO_2复合薄膜体系的可见光催化性能及亲水性能,制备了V-SiO_2/TiO_2复合薄膜。同单独掺钒或掺SiO_2的TiO_2薄膜光催化性进行比较,V-SiO_2/TiO_2复合薄膜的可见光催化活性和亲水性能都得到明显的提高。 【关键词】:二氧化钛 自清洁薄膜 金属改性 可见光催化 亲水性
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O643.3
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-9
  • 第一章 文献综述9-25
  • 1.1 引言9-10
  • 1.2 Ti0_2 纳米材料的基本性质及制备方法10-16
  • 1.2.1 Ti0_2 的晶体结构10-11
  • 1.2.2 Ti0_2 的电子结构11-13
  • 1.2.3 Ti0_2 的热力学性质13
  • 1.2.4 Ti0_2 薄膜材料的制备方法13-16
  • 1.3 Ti0_2 薄膜的光催化原理及亲水性机理16-18
  • 1.3.1 光催化原理16-17
  • 1.3.2 Ti0_2 薄膜的亲水性机理17-18
  • 1.4 提高Ti0_2 薄膜可见光催化活性的改性方法18-21
  • 1.4.1 改变电子能带结构18-19
  • 1.4.2 改变微观结构19-20
  • 1.4.3 可见光敏化20-21
  • 1.5 提高Ti0_2 薄膜亲水性的方法21-22
  • 1.5.1 利用提高表面羟基稳定性的改性21-22
  • 1.5.2 增加表面缺陷的改性22
  • 1.5.3 添加有机改性剂22
  • 1.6 Ti0_2 薄膜的在环境保护领域的应用22-23
  • 1.6.1 光催化特性的应用22-23
  • 1.6.2 抗菌杀菌23
  • 1.6.3 亲水性的应用23
  • 1.7 课题的提出23-25
  • 第二章 实验部分25-31
  • 2.1 实验原料及设备25-26
  • 2.1.1 实验原料25
  • 2.1.2 实验设备25-26
  • 2.2 实验过程与方法26-28
  • 2.2.1 纯Ti0_2 薄膜的制备26-27
  • 2.2.2 金属改性Ti0_2 薄膜的制备27-28
  • 2.2.3 V-Si0_2/Ti0_2 复合薄膜和PEG 改性Ti0_2 薄膜的制备28
  • 2.3 分析方法与测试28-31
  • 2.3.1 分析方法28-29
  • 2.3.2 亲水性能测试29-30
  • 2.3.3 光催化性能测试30-31
  • 第三章 金属改性Ti0_2薄膜的表征及光催化活性31-50
  • 3.1 纯Ti0_2 薄膜的晶型控制及其形貌控制31-35
  • 3.1.1 回流时间对Ti0_2 晶型及形貌的影响31-32
  • 3.1.2 不同热处理温度对Ti0_2 薄膜的形貌及光催化活性的影响32-35
  • 3.2 V-Ti0_2 的表征及可见光催化性能35-43
  • 3.2.1 V-Ti0_2 干凝胶粉体的TG-DSC 分析35
  • 3.2.2 V-Ti0_2 粉体的XRD 分析35-38
  • 3.2.3 V-Ti0_2 薄膜的SEM 分析38-39
  • 3.2.4 V-Ti0_2 薄膜的XPS 分析39-40
  • 3.2.5 V-Ti0_2 薄膜的紫外可见吸收光谱及透光率分析40-42
  • 3.2.6 V-Ti0_2 薄膜的光催化性能42-43
  • 3.3 贵金属沉积Ti0_2 薄膜的光催化性能43-48
  • 3.3.1 M/Ti0_2 薄膜的光催化性能43-46
  • 3.3.2 M/V-Ti0_2 薄膜的光催化性能46-48
  • 3.4 本章小结48-50
  • 第四章 V-Si0_2/Ti0_2复合薄膜的光催化性能及亲水性能50-61
  • 4.1 PEG 对Ti0_2 薄膜光催化活性及亲水性的影响50-53
  • 4.1.1 PEG 对Ti0_2 薄膜形貌的影响50-51
  • 4.1.2 PEG 对Ti0_2 薄膜光催化性能的影响51-52
  • 4.1.3 PEG 对Ti0_2 薄膜亲水性能的影响52-53
  • 4.2 Si0_2/Ti0_2 复合薄膜的光催化性能及亲水性能53-57
  • 4.2.1 Si0_2/Ti0_2 复合薄膜的表征53-55
  • 4.2.2 Si0_2/Ti0_2 复合薄膜的光催化活性55-56
  • 4.2.3 Si0_2/Ti0_2 复合薄膜的亲水性56-57
  • 4.3 V-Si0_2/Ti0_2 薄膜的光催化性能及亲水性能57-60
  • 4.3.1 V-Si0_2/Ti0_2 的光催化活性58-59
  • 4.3.2 V-Si0_2/Ti0_2 薄膜的亲水性59
  • 4.3.3 Ti0_2 基薄膜光催化活性与亲水性之间的关系讨论59-60
  • 4.4 本章小结60-61
  • 第五章 全文结论61-62
  • 参考文献62-68
  • 发表论文和参加科研情况说明68-69
  • 致谢69


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

液相沉积法制备氧化物薄膜    王晓萍,于云,胡行方,高濂

微乳液模板法制备多孔二氧化钛光催化薄膜    张伟进,贺蕴秋,漆强

国外光学薄膜的应用和真空镀膜工艺    宋继鑫

铜离子掺杂对二氧化钛薄膜光催化性能的影响    任成军;钟本和;陈国强;方为茂;

水热法制备TiO_2薄膜的研究    黄晖,罗宏杰,姚熹

化学气相沉积技术与材料制备    胡昌义,李靖华

过氧钛系溶胶制备TiO_2薄膜及结构表征、掺杂和可见光化研究    戈磊

长余辉与二氧化钛协同作用光催化材料的研究    姜琳

TiO_2薄膜光催化性能研究进展    孟凡明;肖磊;孙兆奇;

自洁净玻璃纳米TiO_2薄膜制备的研究进展    方向红;

纳米TiO_2薄膜的制备技术研究进展    李莉;宋俊密;陈强;

体系pH值和载气对TiO_2光催化还原Cu(Ⅱ)离子的影响    黄锦勇;刘国光;刘力章;

钐掺杂TiO_2负载型催化剂降解甲基橙的影响因素    夏凤丽;孙涛;

纳米TiO_2粉体制备的影响因素及其结构表征    黄婷;

聚乙二醇含量对纳米TiO_2多孔薄膜性质的影响    步绍静,靳正国,刘晓新,杨立荣,程志捷

纳米TiO_2的改性及应用研究    查振林,罗亚田

金红石型纳米二氧化钛制备中的若干影响因素    侯强,郭奋

TiO_2多孔性薄膜的制备及其环境净化性能研究    杨庆,郭奋,邢颖,咸才军

TiO2/4A沸石复合光催化剂制备及性能研究    徐志兵;桂祖胜;

分段煅烧法制备纳米TiO_2    杨哲;郑经堂;周磊;隋吴彬;吴明铂;

溶胶-凝胶法制备纳米V-TiO_2光催化剂及其亚甲基蓝降解    曾翎;姜华昌;杜王钻;

环境温度对空气氢气爆轰系统气相合成纳米TiO_2的影响    李晓杰;欧阳欣;闫鸿浩;

纳米光催化材料在功能性空气过滤材料改性整理中的应用研究探讨    顾群;黄翔;杨建忠;王进美;

弱光源纳米光催化活性碳纤维滤料净化室内甲醛的实验研究    黄翔;赵丽宁;狄育慧;

纳米二氧化钛在功能纺织品中的应用    冉东凯;储德清;

不锈钢表面TiO_2涂层的制备及亲水性研究    袁麟;刘静;黄峰;

超声喷雾热解法制备TiO_2光催化自清洁陶瓷及其性能研究    李达;张军;邵乐喜;卞洪飞;李东珂;杨元政;

VOCs恶臭污染治理技术探讨    许亮;王喜;翟增秀;

涉海抗菌耐蚀性TiO_2复合薄膜的制备及其性能研究    王洪芬

改性纳米二氧化钛薄膜制备及其在模拟海水中光生阴极保护性能研究    王爱萍

高结晶度一维纳米二氧化钛的制备和修饰及光电性质研究    夏明霞

TiO_2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究    孙松

ATO、ATO/TiO_2粉体制备技术及其导电理论研究    王贵青

复合金属硫化物光催化剂的制备及其可见光活性研究    张军

溶胶—凝胶技术在纺织品多功能整理中的应用    汪青

利用可控气氛热喷涂方法制备复合材料涂层的研究    宋丹

纳米TiO_2与新型两亲性酞菁锌光动力抑制肝癌细胞的机制研究    夏春辉

尖晶石结构光催化剂的制备与降解甲苯性能研究    朱正如

纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能    张旭

热浸镀铝制备不锈钢容器表面铝化物涂层及其渗氘性能    陈镐

纳米TiO_2的表面改性及其对聚氨酯涂层耐蚀性能的影响    庞宇

稀土掺杂新型镀膜材料的研究    陈庆友

碳纤维负载TiO_2复相光催化材料的研究    朱曜峰

过氧钛酸溶胶法制备TiO_2薄膜及在手术刀上的应用    曹开斌

中孔二氧化钛光催化剂的制备及其在有机废水处理中的应用    王友强

自制改性TiO_2可见光降解亚甲基蓝的研究    刘伟娜

TiO_2、SnO_2复合纳米膜的制备及光生阴极保护性能研究    贺明辉

卤族元素掺杂纳米TiO_2的光催化性能研究    樊丽霞

Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能研究    杨许召;王军;李刚森;张真真;

二氧化钛基固体超强酸的结构及其光催化氧化性能    付贤智,丁正新,苏文悦,李旦振

TiO_2薄膜的吸附能力对罗丹明B光降解过程的影响    马颖,管自生,曹亚安,姚建年

水面石油污染物的光催化降解    赵文宽,覃榆森,方佑龄,董庆华

纳米二氧化钛气相光催化降解三氯乙烯    李功虎,马胡兰,安纬珠

空气中有害物质的光催化去除    陶跃武,赵梦月,陈士夫,梁新

二氧化钛表面光学特性与光催化活性的关系    孙奉玉,吴鸣,李文钊,李新勇,顾婉贞,王复东

硅酸盐体系长余辉发光材料的研究进展    陈小博;刘应亮;李毅东;

纳米固体材料    钟俊辉

预涂CuO的二氧化钛薄膜光催化性能与结构研究    任成军;钟本和;陈国强;

国内外纳米材料与纳米结构研究的最新进展    张立德;

过氧钛系溶胶制备TiO_2薄膜及结构表征、掺杂和可见光化研究    戈磊

TiO_2薄膜的制备及光催化降解甲醛的研究    曹佩玲

碳化钨晶格中的氧原子及其对催化活性的影响    秦代毅,高滋

Ni-B-SiC化学复合镀液中基体金属的催化活性    于欣伟;赵国鹏;王逢尹;王国斌;

NiO-WO_3/Al_2_O3-B_2O_3催化剂的制备与吡啶加氢脱氮活性的关系    谷中明;

钙钛矿型系列LaMnO_(3+λ)的结构及对二甲苯燃烧的催化活性研究    孙永安,刘宗瑞

超临界技术在催化领域中的应用    曾翎,尹春玲

催化剂制备方法对催化活性的影响    索掌怀,龚雪琴

二氧四胺大环配合物光谱特性与其催化活性关系的研究    贾东方,林美荣,房芳,朱守荣

稀土基汽车尾气催化剂的研究Ⅰ:催化剂老化和SO_2添加对催化活性的影响    余林,宋一兵,郝志峰,黄丽华,唐定骧

玻璃管负载纳米TiO_2薄膜的制备及其对乙烯降解的研究    李萌,张志焜,崔作林

掺杂La_2O_3的硫酸钛在缩醛(酮)反应中的催化活性    廖德仲,何节玉,杨迎春

脂肪酶在氨基改性短棒状介孔材料中的固定化及其催化活性    王春凤;周国伟;许云强;杜施鑫;王熙梁;

AlCl_3催化合成甘油类缩醛(酮)的研究    高珊;梁学正;赵月昌;刘玲;杨建国;

超细La_2O_3粉末的制备、表征及催化性能研究    王刚;刘明登;赵临远;

轻稀土对HZSM-5酸性及C_4烷烃催化裂解性能的调变作用    王晓宁;赵震;徐春明;段爱军;

铂台阶面的初始氧化及其对催化活性影响的理论研究    李微雪;

铜铁二元类水滑石化合物催化合成安息香异丙醚    谢鲜梅;严凯;

提高木聚糖酶催化活性和结合水解纤维素能力的研究    孙建义;刘明启;翁晓燕;

CO_2激光器阴极材料La_(0.7)Sr_(0.3)CoO_3—δ的制备工艺与性能研究    陈广玉;苏文辉;何岚鹰;刘江;

硫化物对MFC中阴极铂及碳粉氧还原催化活性影响的研究    史昕欣;刘佳;杨俏;何伟华;冯玉杰;

一种手性微孔salen金属-有机框架材料(MOFs)的设计组装及其固相催化活性的研究    袁国赞;朱成峰;崔勇;

中美科学家首次制备二十四面体铂纳米晶体    记者 张建琛通讯员 王瑛慧

纳米金晶簇的催化活性与大小有关    何屹

我发现氧化铁纳米颗粒模拟酶    白毅

两化工成果入选基础研究十大新闻    冯晓彤

高催化活性纳米晶贵金属氧化物涂层不溶性电极    孟惠民

孙世刚等人制备出罕见二十四面体铂纳米晶体    本报记者

我科学家发现新型催化剂制备途径    记者 晏燕实习生 孙雨田

厦大科学家首次合成罕见铂纳米晶体    佘峥王瑛慧

我科学家发现制备铂纳米材料催化剂新方法    晨阳

钴系催化剂获国家发明专利    陈莉薇 刘彬彬

硫酸溶液中氧还原反应电催化剂TM-N/C的研究    司玉军

活性炭及其改性催化剂应用于碘化氢分解的性能及机理研究    陈云

钌镧基氧化物涂层电极材料的研究    龙萍

催化析氢活性阴极设计、制备与表征    张卫国

金属配合物配体上离子取代基对其催化活性影响的研究    胡敬辉

硅藻土负载磷掺杂二氧化钛的制备及其可见光光催化活性研究    夏悦

茂金属化合物电子结构与催化活性关系的研究    梅泽民

混合表面活性剂模板合成含和不含沸石结构单元的介孔材料及其性能    孔令东

含N/O配体配合物的合成、表征及草酸铁配合物光催化降解次甲基蓝研究    武文

六铝酸盐催化剂的制备及其在新能源二甲醚催化燃烧中的应用    余倩

太阳能甲烷二氧化碳重整反应催化活性吸收体的研究    孙彪

卤化银的负载及其增强的可见光催化活性机理研究    赵一杰

纳米碳纤维的微结构及表面性质与其氧还原催化活性的内在规律研究    姜悦

含锆分子筛的合成及其催化性能研究    李刚

MOFs等材料的催化活性与稳定性的量化研究    薄晓帆

咪唑类离子液体的合成及在β—烯胺酮合成催化活性的研究    李明

还原性氧化物及其复合物在金催化CO中的作用    张慧丽

多酚氧化酶模型化合物的合成、表征及其催化活性的研究    陆丽君

一些配位过渡金属连接的多金属氧酸盐的合成、结构及性能研究    吕秀清

复合型催化剂催化降解水中CN~-催化活性的研究    陈秀丽