一、纳米TiO_2光催化原理及其在环保领域的应用（论文文献综述）
柴立涛,张百勇,刘昕,赵云龙,杨平,王滕[1]（2021）在《TiO2光催化剂的应用研究现状》文中指出伴随现代社会的高速发展,环境污染问题变得愈发严重。光催化技术作为一种新型污染物降解技术,其能耗低、使用范围广,成为解决环境污染问题的有效方法。二氧化钛光催化剂催化活性高、性能稳定、无毒无污染,能够彻底降解有机污染物,且合成方法多、成本低,是目前热门且极具应用前景的光催化材料,备受科研工作者的关注。主要介绍了TiO2光催化机制、TiO2的高效改性及其在汽车尾气、室内VOCs污染物降解、水质处理、抗菌材料等领域的应用研究,并对未来TiO2光催化技术的发展和应用做了展望。
吴智君[2]（2021）在《可见光响应型TiO2基纳米管阵列的制备及其光电化学性能研究》文中进行了进一步梳理环境和能源问题是当今人类生存和发展面临的两大难题,半导体光电催化技术被视为解决这些难题的最有效途径之一。TiO2纳米管阵列（TNTs）既能够直接利用太阳光能氧化去除污染物,又能电催化分解水生成氢气,是最具潜力的半导体光电催化剂之一。然而,TNTs的禁带较宽（Eg=3.0～3.2 eV）,只能被仅占太阳光中3～5%的紫外光部分激发,而且光生电子-空穴对在迁移过程中又极易发生复合,这些缺陷极大地限制了 TNTs在环境和能源领域的应用。除此之外,TNTs需经过高温煅烧（≥400℃）转变为特定晶型才能表现出一定的光电化学性能,此过程无疑也给环境和成本带来巨大的压力。本文从制备成本和节能环保的角度出发,通过不同的方法对TNTs进行Fe3+离子掺杂、MoS2复合改性的探究,实现低温、简便、快捷地制备光电化学综合性能优异的TiO2基纳米管阵列。主要研究结果如下:（1）采用电化学循环伏安沉积的方法制备了MoS2/TNTs复合材料,并利用响应面试验设计对制备的工艺条件进行优化,改善了传统水热法反应温度高、加热时间长以及MoS2团聚度高等缺陷。结果表明,所制备的材料具有较强的可见光响应、更小的禁带宽度和高度有序的管状阵列结构;当沉积圈数为20圈、扫描速率为51.00mV/s时,其在可见光下对甲基橙（MO）溶液的降解率为82.98%,较改性前提高了 48.82%;当沉积圈数为24圈、扫描速率为48.23 mV/s时,其在电流密度-10mAcm-2处的析氢过电位为-173.62 mV,较TNTs降低了 346.48 mV,且材料在多次循环使用后仍表现出良好的光电化学性能。（2）采用水助低温结晶的方法,以非晶态的TNTs为基材,在常压中低温（≤80℃）条件下制备出Fe3+嵌入式掺杂的TNTs,重点考察了 Fe（NO3）3溶液浓度、反应时间和反应温度对光催化性能的影响,并利用响应面试验设计优化制备的工艺条件。结果表明,Fe3+的引入并未破坏其管状阵列结构,并且Fe3+成功进入了 TiO2的晶格中,其带隙宽度由TNTs的3.21 eV缩短到2.46 eV,光响应范围拓展到可见光区域。光催化降解污染物性能方面,当Fe（NO3）3溶液浓度为0.30 mol/L、反应温度为75℃、反应时间为8.42 h时,Fe-TNTs对MO溶液的降解率为95.96%,较掺杂前提高了61.81%,经过5次循环使用后仍具有良好的可见光催化活性;电催化析氢性能方面,0.2 mol/L Fe（NO3）3溶液下所制备材料的析氢过电位为-383.56 mV,较掺杂前降低了136.70 mV。（3）通过水助低温结晶法和电化学循环伏安沉积法,低耗环保地制备出MoS2/Fe-TNTs三元复合材料。结果表明,沉积的MoS2纳米颗粒在Fe-TNTs表面形成了丰富的暴露活性位点,并且未破坏其原有的晶体结构,带隙宽度缩短为2.13 eV,光响应范围拓展到可见光区域。其在可见光下反应120 min后对MO溶液的降解率为76.33%,较TNTs提高了 42.17%,析氢过电位为-228.27 mV,较TNTs降低了 291.99 mV,所制备的材料具备一定的光催化降解污染物活性和较为优异的电催化析氢性能;析氢性能的提升一方面可能是由于MoS2在材料表面形成丰富的反应活性位点,另一方面可能是由于TiO2→Fe3+→MoS2的电子传递模式提高了材料电子的转移效率;但在材料较窄的能带隙中,一部分Fe3+也会成为光生电子-空穴对的复合中心,从而对光催化性能产生影响。
苗宁[3]（2021）在《Al改性对氧缺陷纳米TiO2光催化性能的影响研究》文中研究表明半导体光催化技术是一种用于解决环境污染问题的绿色技术。TiO2作为一种半导体材料,具有无毒、抗氧化能力强、生物相容性好等特点,是污水处理、空气净化、清洁氢能源生产、太阳能电池等环境领域应用的理想选择。但是,TiO2也存在几个典型问题,导致其在光催化领域的应用受到限制。例如,禁带宽度较宽（3.2 e V）,只能响应紫外光波段,对太阳光利用率低;光激发下产生的电子-空穴对复合率高,降低其光催化过程量子效率。针对上述问题,本课题提出构建Al改性氧缺陷纳米TiO2光催化剂,拓展TiO2的光响应范围并提升其量子效率。具体工作内容如下:（1）采用溶胶-凝胶法,以硝酸铝、钛酸四丁酯为原料,成功合成了Al掺杂氧缺陷纳米TiO2光催化剂。通过光催化降解苯酚和光催化分解水制氢实验评价了样品的可见光催化活性。实验结果表明,Al/Ti（mol）=1:10,焙烧温度400°C时,样品具有最佳催化活性。表征结果显示部分Al3+掺杂进入TiO2晶格中取代Ti4+,部分Al以无定形Al2O3形式赋存于样品表面。Al掺杂导致大量氧空位缺陷的形成,而适宜浓度的氧空位可作为光生载流子的捕获中心,抑制载流子复合。此外,表面残余的碳物种可充当敏化剂,与氧空位引入的杂能级共同作用,扩展了光响应范围。在上述因素的协同作用下,Al掺杂构建的缺陷态TiO2光催化剂表现出良好的光催化活性。（2）为了进一步研究无定形Al2O3对TiO2光催化性能的影响,以硫酸氧钛为原料采用沉淀法制备了纳米TiO2,然后通过浸渍-焙烧法合成Al修饰氧缺陷TiO2。表征结果显示,Al以无定形Al2O3的形式存在于TiO2表面,无定形Al2O3在界面处通过Al-O-Ti键与TiO2连接。Al的修饰增加了TiO2表面氧空位的含量,氧空位一方面引入杂能级拓宽了光响应范围,一方面可以捕获光生电子抑制载流子复合,并与吸附在其表面的H2O、O2等分子反应生成氧化活性物种,提升光催化性能。此外,TiO2表面生成的光生电子可转移到无定形Al2O3的缺陷能级,利于光生载流子的分离。上述无定形Al2O3与氧空位的协同效应显着增强了TiO2对甲基橙的光催化降解活性。
柯涛[4]（2021）在《MXene基功能纳米材料的合成及对水中有机污染物的去除作用》文中指出有机污染废水种类复杂多样,难以治理,合成新型的高效催化剂用于降解水中的有机污染物被认为是一种有效的水污染治理方法。MXenes是一种新型的二维过渡金属碳化物或氮化物纳米材料,具有类似石墨烯（Graphene）的层状结构,拥有较高的载流子迁移速率,优异的力学、光电学、光热转换和吸附等性能。MXenes家族中的MXene（Ti3C2）主要由钛和碳组成,为二氧化钛和碳基材料复合提供了一个很好的天然平台。将Ti3C2与合适的窄隙半导体复合可获得可见光催化活性,并有助于光生载流子的分离,有效抑制光生电子-空穴的复合,从而提高催化剂的活性。本文以Ti3C2为原材料合成了具有二元、三元和四元异质结结构的MXene基催化剂,分别研究了它们在紫外、可见光催化以及过硫酸盐（PS）活化等高级氧化技术（AOPs）领域的应用,揭示了它们在光催化或活化过硫酸过程中的电荷转移机制以及对有机污染物的催化降解机理,比较了四种材料在两种实际地表水样中对SMZ的降解性能和研究了四种材料在实际废水中的适用性。为水污染治理提供了具有应用前景的新材料与技术。主要研究结果如下:（1）煅烧异丙胺（iPA）改性的Ti3C2原位合成了二元异质结结构的i N-Ti3C2/TiO2复合催化剂,其对水中的亚甲基蓝（MB）具有很好的紫外光催化降解性能。四次循环使用后对MB的光催化降解去除率仍超过90%,主要机理是氮掺杂增强了Ti3C2的导电性能,从而增强了i N-Ti3C2/TiO2的光电化学性能,有利于光生载流子的分离。紫外光催化产生的·OH是降解MB最主要的活性自由基。（2）在水热氧化Ti3C2合成的（001）TiO2/Ti3C2表面原位生长Bi OI,合成了三元异质结结构的Bi OI/（001）TiO2/Ti3C2复合催化剂（BTT）。可见光下,BTT在80 min内可完全降解水中的罗丹明B（RhB）,且降解效率在四次循环测试用中基本不变,主要机理是BiOI、（001）TiO2和Ti3C2之间形成的p-n和肖特基双异质结增强了光生电子-空穴的分离效率,促进了·O2-的生成和对Rh B的降解。（3）煅烧Bi（NO3）3·5H2O、尿素和Ti3C2合成了四元异质结结构的Bi2O3/C3N4/TiO2@C复合催化剂（BCTC）。在溶液初始p H为5和可见光下,BCTC在100 min内可完全降解水中的磺胺甲恶唑（SMZ）,且降解效率在四次循环测试用中基本不变,主要机理是Bi2O3、C3N4和TiO2之间形成的p-n和type-Ⅱ型双异质结以及Ti3C2煅烧生成的碳层有效提高了光生电子-空穴的分离效率,促进了h+的生成和对SMZ的可见光催化降解作用。（4）原位煅烧Ti3C2、十六烷基三甲基溴化铵（氮源）和硫粉（硫源）合成了氮和硫共掺杂的N/S-TiO2@C催化剂。在溶液初始p H为7和可见光下,N/S-TiO2@C能够高效活化PS并在30 min内完全降解SMZ,主要机理是氮和硫共掺杂TiO2使其具有可见光催化活性并延长了光生电子的寿命;N/S-TiO2@C产生的光生电子可生成·OH和·O2-,同时还可活化PS生成更高活性的SO4·-;此外,氮和硫共掺杂碳层生成的缺陷可与S2O82-反应生成1O2;这些活性自由基共同降解SMZ。（5）本文合成的四种材料与相关文献报道的材料相比,对提升四种体系中TiO2、Bi OI、Bi2O3和PS等活性组分的催化性能具有更强的能力。两种实际水样的水质参数差异较大,与超纯水相比,均降低了四种材料对目标污染物的降解速率,但污染物的去除率仍在58-81%之间,表明本文合成的四种材料对处理实际废水具有适用性。对于四种材料体系,N/S-TiO2@C可见光活化PS对SMZ具有最好的降解性能。
巫云开[5]（2021）在《黑化TiO2超构表面的结构色调控与光化学研究》文中指出纳米光子学（Nanophotnics）是21世纪兴起的一门学科,主要研究纳米尺度下光的行为以及光与物质的相互作用。以纳米光子学为基础开发出的玻片、结构色、超构透镜等各类超构表面具有巨大的应用前景。除了在光学方面的广泛用途,纳米光子学在光化学（photochemistry）领域也逐渐开始吸引大量的研究,将光局域在纳米尺度的空间内,能显着提升光与物质的相互作用,进而提升材料的光化学性能。二氧化钛（TiO2）是一种常用的超构表面构筑材料,同时还具备优异的光催化（photocatalysis）性能,可在紫外光照射下实现降解水产氢、固氮、降解有机污染物等光催化应用。优异的光学特性与光化学特性共存,使得基于TiO2的纳米光子学与光化学的结合充满吸引力。虽然已有大量研究工作将TiO2的光化学性能推向可见光,但目前为止依然没有与超构表面的微纳加工与调控相兼容的方法被提出,难以有效推进超构表面与光化学的结合。另一方面,TiO2膜层材料的自清洁虽已得到商用,但纳米光子器件的自清洁研究至今依然是一片空白,这增加了器件因使用过程中的污染而带来的损耗和寿命降低,极大影响了器件的实际应用价值。在此背景下,本论文提出,可在超构表面对光场的局域、增强作用的基础上,利用TiO2的光化学特性,赋予TiO2超构表面动态调控与紫外自清洁功能,同时也可反过来利用超构表面对光场的局域增强作用提升TiO2的光化学活性。本文首先研究了与CMOS工艺相兼容的TiO2能带调控工艺,实现了TiO2材料在可见光内吸收从无到有,从有到无的可逆转换,并将之应用于TiO2结构色的动态可逆调控,随后将TiO2光化学特性与超构表面的光场调控相结合,利用超构表面单元结构内局域的光场来显着提升TiO2的光催化性能,最后基于TiO2本身的光化学性能,研究了各类TiO2超构表面的自清洁性能。本文具体研究内容如下:首先探索与CMOS工艺兼容的TiO2能带调控工艺,实现TiO2超构表面结构色的动态可逆调控,且其具有很高的循环稳定性。用感应耦合等离子体（ICP）刻蚀机中产生的高活性氢等离子体（H+）处理TiO2薄膜表面,大幅提升TiO2薄膜在可见光内的吸收,使薄膜从原本的透明转变为深黑色,并可再通过ICP中氧等离子体（O-）的处理,使其重新恢复原本的透明状态。利用该反应,TiO2结构色通过H+处理后反射率低于20%,呈现出的颜色由鲜艳明亮转变为暗淡,色块与色块之间对比度显着降低。同时,反射光谱和颜色均可在O-处理后几乎完全回复原本的状态。本文在此基础上,实现了由TiO2结构色展示的字母信息的加密与隐藏,为未来TiO2结构色在屏幕显示、信息加密等领域提供了一个新的调控维度。利用超构表面对光场的局域作用显着增强TiO2光催化反应。H+处理后的黑色TiO2薄膜虽然在可见光内的吸收显着增强,但吸收光谱在400-500 nm之间依然存在一个明显的吸收谷,本文通过将TiO2超构表面的谐振位置设计在450 nm来显着提升TiO2在400-500 nm的吸收谷,从而极大增加TiO2对可见光的吸收,最终使其在实验中观察到的光催化还原Ag颗粒粒径相较于TiO2薄膜,提升了18.7倍。此外,吸收带低于20 nm的黑色TiO2超构表面也被实验证实,轻微黑化后的TiO2超构表面具有很窄的吸收光谱,使得该器件只对吸收波长内的光有光催化响应,实现了窄带波长依赖的光催化,使基于光催化的窄带实时光探测成为可能,极大地拓展了光催化的应用领域。基于TiO2本身的光化学响应,首次实验论证了具有自清洁功能的各类TiO2超构表面。超构表面由于其起伏的表面结构和物理沉积的工艺,器件结构脆弱,一旦被油污、指纹等污染便难以清洁。在紫外光照射下,TiO2表面会变得超亲水且具有光催化响应,使得TiO2薄膜具有自清洁功能。本文研究了超亲水和光催化两种机制在TiO2超构表面上的自清洁效果,并利用TiO2在紫外光下的自清洁响应,使化学污染物和指纹均通过自洁作用得到充分清洗,基于TiO2的彩色纳米结构色、消色差超构透镜和超构全息等纳米光子器件的性能均在污染后通过紫外光照射得到充分恢复。纳米光学器件和光化学的结合解决了长期存在的光学元件污染问题,加速了微纳光学器件的实际应用进程。
白雪[6]（2021）在《有机物的染料敏化/活化可见光催化降解特性与机理研究》文中研究说明常见的染料敏化光催化技术多着眼于催化剂制备过程简单、传质效率高的分散体系。然而,敏化剂稳定性差、光致空穴-电子对分离效率低、催化剂回收困难易产生二次污染等缺点,限制该技术在实际水处理过程中的应用。为突破应用瓶颈、进一步提高染料敏化光催化技术的效率,本研究构建了高稳定染料敏化纳米晶粒膜可见光催化体系;设计了准全可见光谱共吸收、协同电子传递的染料敏化-过硫酸盐耦合可见光催化体系;系统性地揭示了光敏染料自活化过硫酸盐的有机物降解规律,最终实现了无催化剂添加的印染废水自脱色及共存有机物同降解,为工业生产中复杂有色废水的处理提供“以废治废”新思路。本论文的主要研究内容及结论如下:（1）以具有较强光电转换能力的高稳定性有机染料D35为敏化剂,制备D35-TiO2染料敏化纳米晶粒膜,构建类太阳能电池工作阳极的三电极催化反应体系,有效提升了TiO2半导体的可见光催化性能。通过典型内分泌干扰物双酚A（BPA）的降解过程考察体系的催化效能,D35-TiO2在可见光照下对污染物的最终矿化率相较TiO2提升了15倍。对此,通过UV-Vis、XPS、PL等系列表征手段反映D35-TiO2晶粒膜固有属性与催化性能之间的构效关系;优化不同反应参数以实现最佳的污染物降解效果;探究生成的活性氧化物质及污染物降解路径,揭示催化反应机理。结果显示,D35-TiO2可高效吸收400-600 nm可见光,由于能带结构匹配,激发态染料能够向TiO2有效传递电子;催化反应过程中生成以·O2-为主导的三种活性氧化物质,引发污染物降解、显着削弱其生物毒性。D35-TiO2经多次循环利用后仍保持较优的催化能力,稳定性高,且负载式薄膜结构有利于催化剂的分离与回收。（2）为进一步提高D35-TiO2的催化性能,设计具有准全可见光谱共吸收、协同电子传输能力的D35-TiO2/g-C3N4催化剂,构建染料敏化-过硫酸盐耦合可见光催化体系。以BPA为模型污染物评价催化效能,D35-TiO2/g-C3N4/过二硫酸盐可见光催化体系的污染物降解速率是TiO2的57倍,且能够无选择性地高效降解多种污染物。为探究复合催化剂各组分间的作用关系,通过多种手段综合表征催化剂的形貌结构、光吸收及电子传输等性能;调整不同组分配比、优化反应参数,以达到最佳的污染物去除效果;经活性氧化物质鉴别、污染物降解路径分析等,明确催化体系的内在作用机制。结果表明,基于D35与g-C3N4组分的共吸收能力,D35-TiO2/g-C3N4光吸收范围可达400-675 nm,接近全可见光谱（400-760 nm）;由于能级结构匹配,激发态D35与g-C3N4均能向TiO2有效注入电子,通过单电子还原过程协同活化过硫酸盐,产生以·OH为主导的多种自由基与非自由基,实现污染物的高效矿化。（3）基于染料敏化光催化原理及上述单电子还原过硫酸盐反应过程,探究可见/太阳光照条件下光敏染料自活化过硫酸盐的有机物降解特性。通过化学条件优化、反应物间电子传递过程表征及活性氧化物质生成分析等,明确过硫酸盐的活化基础及主要作用机理,构建“实际印染废水/过二硫酸盐”光催化预处理工艺置于生物处理过程之前,开发无催化剂添加的污染物自降解新途径。结果表明,在混合染料自活化过二硫酸盐体系中,以太阳光为光源可实现最高100%的色度脱除及共存有机物协同降解,且催化效率不易受废水p H变化及无机组分的干扰。以实际印染废水为研究对象评价预处理工艺效能,废水自脱色率可达54%且UV254显着降低,所含高环芳香蛋白类、色氨酸类等物质有效降解,同时显着削弱印染废水的急性生物毒性。因此,该工艺能够有效减小印染废水中有毒物质对生物处理系统的冲击,保障其稳定运行,降低污水处理系统的维护成本;为印染等行业产生的有色废水提供环境友好的“以废治废”污染物降解新思路。
王佳佳[7]（2021）在《基于光催化选择性有机合成反应的材料设计和探索》文中提出太阳能作为一种取之不尽用之不竭的能源,多年来人们从未停止对它的开发利用。光催化技术是通过催化剂将光能转化为化学能的绿色技术。自1972年,在TiO2单晶电极上发现光解水开始,光催化技术就成为了解决环境污染和能源短缺问题的新途径。可以说光催化技术的出现不仅促进了太阳能的转化与利用,而且极大地推动了污染治理和清洁能源的发展。随着人们对光催化技术研究的不断深入,涌现出各种类型的光催化剂及其应用领域也不断丰富起来。人们不仅仅把目光局限在分解水,降解有机污染物,CO2还原、空气净化等应用,人们逐渐将光催化技术拓展至选择性有机合成中。目前,随着节能减排和清洁能源的观念不断深入,光催化选择性有机合成已经成为最具潜力的绿色有机合成技术。相对于传统的有机合成,面临着高耗能、高危险、操作繁琐、污染严重等问题。光催化选择性有机合成可以充分利用太阳能,避免其他传统能源的消耗;光能的引入有效地降低反应能垒,与热化学反应相比,反应条件更温和;不需额外添加腐蚀性强的氧化剂或还原剂,降低了实验过程中的危险性;可以通过调控催化剂和设计合理的反应路径,提高目标产物的选择性。所以,光催化选择性有机合成具有能耗低、反应条件温和、安全性高、对目标产物选择性高等特点,它为传统的有机合成提供了一种绿色环保、节能高效的新方式。目前,光催化选择性有机合成走向实际应用还需要很长的路,已开发的光催化剂还面临着光吸收范围窄、光量子效率低、稳定性差和选择性低的问题。解决这些问题,关键在于理清光催化选择性有机合成的反应机理,尤其是探究在光催化过程中发挥作用的活性物种。目前常见的活性物种除了光生电子（e-）和空穴（h+）外,还有一些活性氧物种,例如:羟基自由基（·OH）,超氧自由基（O2·-）,过氧化氢（H2O2）和单线态氧（1O2）。这些活性氧物种具有较强的氧化能力,经常出现在光催化选择性氧化反应中。其中1O2被认为是一种对目标产物选择性较强的活性氧物种,但其产生的效率仍不高,尚需探索和设计能够高效产生1O2的光催化剂。本论文面向光催化选择性有机合成反应的发展现状,以发展高性能、高稳定性的光催化剂为目标,结合本课题组多年从事光催化领域的相关研究经验,紧抓氧空位和光敏性配体的关键点,探索和设计能够高效产生1O2的光催化剂,成功探索了几种有潜力的光催化剂并研究了其在选择性氧化硫醚为亚砜反应中的机理。主要内容如下:第一章中,首先阐述了光催化选择性有机合成的机理、活性物种、评价指标,从光催化选择性有机合成反应种类的角度出发,展示了目前的研究现状,探讨了光催化选择性有机合成的优势和挑战。然后,总结了目前人们面对效率低问题时提高选择性和转化率的解决方案。最后,阐明本论文的选题意义和研究内容。第二章中,研究了氧空位对氧气的活化作用。含氧空位的Bi2O3（OV-Bi2O3）高效的1O2生成及其在选择性氧化硫醚反应中的应用。OV-Bi2O3比Bi2O3产生1O2的效率更高,应用到氧化硫醚和苯甲醇的实验中,发现OV-Bi2O3均展现出了较高的转化率和选择性。氧空位的存在对氧气的活化有重要的影响。计算结果表明,暗处时,氧气在氧空位处以化学吸附的形式存在,吸附后其电子自旋状态发生改变,形成1O2,在全光照射下,1O2的生成效率更高,从而进一步提高反应的转化率。OV-Bi2O3的活性氧物种单一,仅有1O2,而Bi2O3的活性氧物种除少量的1O2存在外,还会生成·OH和H2O2,是其选择性不高的原因。多次循环稳定性实验表明样品的性能没有下降,表现出了较高的稳定性。第三章中,研究了含光敏性有机配体芘磺酸的Ag基MOF（Ag-PTS-BPY）产生1O2的效率及其在选择性氧化硫醚反应中的应用。众所周知,许多有机光敏剂被光激发后能够生成1O2,但其低效率和不稳定性制约了其实际应用,其与金属配位形成稳定的MOF结构是一种解决方式。我们设计合成了 1,3,6,8-芘四磺酸做有机配体,Ag为金属位点的MOF材料（Ag-PTS-BPY）。全光下,Ag-PTS-BPY在氧化苯甲硫醚中表现出较高的转化率（100%）和选择性（60%）,并保持了高稳定性。在光照下,Ag-PTS-BPY被激发产生激子,三线态激子与氧气进行能量交换,产生活性氧物种1O2。另外,光催化氧化过程中,激子的能量转移过程也保护了 Ag+不被光生电子还原,对材料的稳定性起到了重要作用。另外,对制备的Ag-PTS-BPY晶体,还表征了其晶体结构、热稳定性和光物理性能等。第四章中,继续探索有光敏性的有机配体对1O2生成的调控。含光敏性有机配体5,10,15,20-（4-吡啶基）卟啉（TPyP）的Ag基MOF材料（AgTPyP）高效产生1O2及其在选择性氧化硫醚反应中的应用。在可见光（λ>420 nm）照射下,AgTPyP作用下的苯甲硫醚氧化为苯甲亚砜反应的转化率和选择性均接近100%,而配体TPyP的转化率和选择性较低,仅为13%和25%。通过对比实验,AgTPyP产生唯一活性物种1O2,比TPyP的1O2产量更高,从而使得其光催化活性更高。并且通过理论计算,研究了 Ag+对1O2产生的影响。Ag+的加入引起TPyP的单线态和三重态之间的能级差减小,系间窜跃加强,更有利于与氧气能量交换。在五次循环实验中,样品的性能没有下降,反应前后的样品结构没有破坏,说明AgTPyP的良好稳定性。另外,基于卟啉的生物特性,对人类宫颈癌（HeLa）细胞进行了光动力学治疗,AgTPyP具有明显的杀死癌细胞的效果。第五章中,在前两章中主要对贵金属Ag基光催化剂进行研究,考虑到经济成本,在本章中探索廉价易得的过渡金属Co、Ni基MOF材料（CoPPA/NiPPA）,其有机配体为苯基膦酸（PPA）,研究其在光催化选择性还原CO2反应的性能。以及对活性位点进行改性,来调控光催化活性。（1）通过溶剂热法制备了苯基膦酸钴CoPPA和苯基磷酸镍NiPPA两种材料,对其基本结构和光物理性能进行了表征。然而,样品并未表现出硫醚氧化为亚砜的活性,这说明光照下无法产生1O2或其他的活性氧物种。但在紫外光照射下,两个样品显示出了 CO2还原为CO的性能,同时,测试了其光催化分解水产氢性能。通过滕氏蓝显色实验和ESR测试,都表明在光照下有Ni+和Co+活性物种产生,可还原H2O或CO2。CoPPA和NiPPA具有相同的结构,于是进一步探索了 Co和Ni形成固溶体后的光催化产氢性能,发现Co和Ni的协同效应不明显。（2）根据前面工作在CoPPA和NiPPA中,Ni2+和Co2+是活性位点的特点,利用吸电子能力不同的苯基膦酸对活性位点进行修饰,调控光催化活性。选用NiO,在其表面修饰了-PO3-C6H4Z（其中Z=H,记为PPA;Z=氨基,记为PPA-NH2;对位Z=Br,记为PPA-Br）。通过表征,证明有机膦酸以单分子层的形式成功修饰在NiO的表面的Ni原子上。全光下的CO2还原为CO和分解水产氢性能均为NiO-PPA-NH2>NiO-PPA>NiO-PPA-Br。吸电子能力越强的苯基膦酸修饰NiO,越有利于光生电子和空穴的分离,光催化性能越好。通过电化学测试,发现对位上的官能团影响了材料的平带电位,会增大空间电荷层的厚度,在动力学上有利于析氢反应的进行。第六章中,进行了总结与展望,对本论文中的工作进行了总结,提出了创新点以及存在的问题和不足,并对下一步工作进行了展望。
任轶轩[8]（2021）在《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》文中进行了进一步梳理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%。
李凯静[9]（2021）在《TiO2基复合半导体在光催化燃料电池中的应用》文中指出随着重工业的发展,近年来不可再生能源比如石油,煤等面临枯竭,并且飞速发展的工业在给人们带来便利之余,同时也给环境带来了污染,例如难降解的纺织染料和一些有毒有害的重金属离子,如六价铬离子。光催化和光电催化技术可以很容易地将有机大分子物质分解,甚至彻底降解为安全环保的无机小分子物质,尤其对于化学性质稳定,在空气中难以自降解的纺织染料。太阳能因其灵活,成本低,易获取等优点将是理想的选择。与之前的太阳能电池相比,染料敏化太阳能电池（Dye-Sensitized Solar Cells,DSSCs）,因而被人们广泛关注。新型太阳能电池,光催化燃料电池（Photocatalytic Fuel Cells,PFC）是一种既能降解染料又能发电的新型电池,能媲美纯光催化反应的降解效率,因此被越来越多的科学家们研究。本文首先对合成的二氧化钛（TiO2）纳米材料进行水热后处理,简单高效的合成了高比表面积的零维纳米TiO2材料,并将其应用在光催化反应中。通过掺杂、固载的方式,合成了一维的掺氮TiO2纳米棒阵列（N-TNAs）,并将其应用在染料敏化太阳能电池中;最后采用冷凝回流法获得以纳米银（Ag）为核,三氧化二铁（Fe2O3）为壳的复合纳米微粒Ag@Fe2O3,以该复合材料作为阴极,TiO2纳米晶作为阳极,组装成既能降解有机染料又能生电的PFC。主要工作如下:（1）采用温和的水解-水热法,钛源选用四异丙醇钛（Ti（i-Pro）4）,制备了粒径均匀的纳米TiO2颗粒,在此基础上通过简单的水热后处理方法,得到了催化性能优异的后处理TiO2光催化剂,水热后TiO2的晶型没有发生改变。它的特点是表面积大,粒径小,多孔且具有亲水表面。本实验对温度,时间,溶剂,煅烧方式、TiO2类型等参数进行了优化。当聚集的纳米粒子在高温高压下处理时,TiO2的晶体结构遭到严重破坏,然后重构。随着比表面积,平均孔径,总孔体积的增大和氧空位的产生,粒子的分散性大大提高,同时形成了典型的介孔结构。这些改变能使染料更好的吸附在光催化剂上,从而加快降解。例如,后处理TiO2对染料降解的动力学常数(0.085 min-1)比未处理的TiO2(0.0085 min-1)提高了10倍。通过电化学实验证明,TiO2水热后处理可加速O2的还原反应,改善光诱导电荷转移过程。通过自由基淬灭实验表明,无论是后处理还是未处理的TiO2均以超氧自由基(O2-·)为主,但后处理显着促进了羟基自由基（·OH）的生成,从而使后处理TiO2的光催化性能明显提高。（2）采用简单高效的水热法,用钛酸四丁酯（Ti（OBu）4）和氯化铵（NH4Cl）分别为钛源和氮源,在掺氟的Sn O2导电玻璃（FTO）上合成均匀有序的N-TNAs。氮掺杂可用来扩大宽带隙半导体的光响应范围,提高它的光电转换效率。本研究首次证明了NH4+在一维TiO2纳米棒阵列（TNAs）上具有独特的形态调控作用,但氮掺杂效应很少被检测到。加入NH4Cl后,大大促进了TNAs的生长,尤其是径向生长,但NH4+中少量的氮能够进入修饰后的TNAs,变成N-TNAs。此外,与TNAs相比,N-TNAs的能带能量几乎没有变化,这说明微量氮的掺杂并不影响对辐照的响应能力。当用N-TNAs作光阳极组装成染料敏化太阳能电池时,最佳光电转换效率（3.16%）几乎是用TNAs制备的光电转换效率（1.62%）的两倍。值得注意的是,效率的提高主要是由于光生电流,而不是电压导致的。其次,转换效率的变化与纳米棒的长度有关。综上所述,纳米棒光电性能的改善是由于纳米棒的定向生长,而定向生长是加入作为一种有效结构调节剂的NH4+的结果。（3）采用冷凝回流法制备了以Ag为核,Fe2O3为壳的Ag@Fe2O3。通过一系列的表征测试（XRD,XPS,SEM等）,证明了Ag@Fe2O3的存在。采用TiO2作为阳极电极,Ag@Fe2O3作为阴极电极,设计并优化了一种具有复合功能的新型双腔光催化燃料电池。染料在阳极被降解,重铬酸钾在阴极被还原,从而使氧化和还原反应在不同电极室进行,做到降解不同的底物。讨论了不同类型的阴极材料,重铬酸钾的浓度,p H的变化以及过氧化氢（H2O2）浓度的影响等。加入H2O2可以增加氧化物的含量,促进阳极内的反应,从而显着提高阳极的降解量和阴极的还原量。
程俊[10]（2021）在《海胆状TiO2/ZnO复合微球的制备及光催化性能研究》文中进行了进一步梳理二氧化钛（TiO2）拥有优异的光电性能和稳定性,在光催化领域具有重要的应用前景。然而,TiO2的带隙较宽（3.2 e V）,只能吸收紫外光,并且在单一半导体材料中光生电子-空穴对的复合率较高,导致TiO2光催化剂存在着对太阳光的利用效率低和光催化效率低等问题。针对上述问题,本文基于ZnO纳米材料和Au纳米颗粒,通过构筑异质结构并利用贵金属的局域表面等离子体共振效应（LSPR）来提高TiO2材料的光催化性能,主要研究内容和结果如下:1.首先采用简单的两步水热法,以草酸钛钾为钛源制备海胆状TiO2微球,然后以六水合硝酸锌为锌源在TiO2表面沉积ZnO纳米颗粒,从而制备了海胆状TiO2/ZnO复合微球,其具有较大的比表面积（131 m2/g）和适宜的孔结构（平均孔径为11.75 nm、孔体积为0.42 cm3/g）,并且TiO2与ZnO紧密接触形成II型异质结,有利于光生电子-空穴对的分离,促进光催化性能。其次,深入研究了该复合微球对盐酸四环素（TCH）的紫外光催化降解作用,并对ZnO的负载量进行了优化。在紫外光照射下（300 W氙灯）,ZnO与TiO2的质量比为8 wt%的复合微球（TZ60）表现出最优异的光催化性能（催化剂用量为0.5 g/L）,光照4 h后对初始浓度为100 mg/L的TCH的去除率为99.3%,反应速率常数为0.01588 min-1。如此优异的光催化性能在于复合微球对TCH的较强吸附能力（51 mg/g）;主要活性物质h+和?O2-导致TCH发生了脱甲基、碳-碳双键断裂和碳-氧双键形成等过程,首先将TCH降解为中间产物,然后再进一步被降解为小分子有机物或矿化为CO2、H2O等无机物（矿化率为41.4%）。2.采用柠檬酸钠还原法,在海胆状复合微球TZ60表面原位生长Au纳米颗粒（粒径为10-25 nm）,制备了一系列不同Au负载量的Au-TiO2/ZnO复合材料。在LSPR的作用下,Au-TiO2/ZnO复合材料的吸收光谱范围被拓展到可见光区域,并且Au纳米颗粒与半导体材料紧密接触形成肖特基结,能够延长光生电子-空穴对的寿命,进而提高复合材料的可见光催化活性。以甲基橙（MO）和TCH作为目标降解物,对材料的可见光催化性能进行评价,结果表明,Au质量百分比为1 wt%的复合材料（ATZ2）具有最显着的光降解效果。与TZ60相比,复合材料ATZ2对MO和TCH的去除率分别提高了2.73倍和0.64倍,反应速率分别提高了3.50倍和2.57倍。
二、纳米TiO_2光催化原理及其在环保领域的应用（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、纳米TiO_2光催化原理及其在环保领域的应用（论文提纲范文）
（1）TiO2光催化剂的应用研究现状（论文提纲范文）
| 1 纳米TiO2结构与催化原理 |
| 1.1 纳米TiO2的结构与性质 |
| 1.2 TiO2光催化技术原理 |
| 2 TiO2光催化剂的高效化改性 |
| 3 纳米TiO2光催化剂的应用 |
| 3.1 大气中汽车尾气的消除 |
| 3.2 室内挥发性VOCs的去除 |
| 3.3 水质处理 |
| 3.4 去除细菌等微生物 |
| 4 结论 |
（2）可见光响应型TiO2基纳米管阵列的制备及其光电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TiO_2纳米管的研究进展 |
| 1.2.1 TiO_2的晶体结构 |
| 1.2.2 TiO_2光催化机理 |
| 1.2.3 TiO_2电催化析氢机理 |
| 1.2.4 TiO_2纳米管的制备方法 |
| 1.2.5 TiO_2纳米管的改性 |
| 1.3 水助法低温结晶TiO_2的研究进展 |
| 1.3.1 水助法低温结晶TiO_2的机理 |
| 1.3.2 水助法低温结晶TiO_2的改性 |
| 1.4 TiO_2电催化析氢的研究进展 |
| 1.4.1 增加活性位点 |
| 1.4.2 引入TiO_2晶体缺陷 |
| 1.4.3 与碳材料复合 |
| 1.5 本课题的研究目的和意义 |
| 1.6 本课题的主要研究内容与创新点 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 创新点 |
| 2 MoS_2/TiO_2纳米管阵列的快速制备及其光电化学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料与试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 MoS_2/TNTs的制备 |
| 2.2.4 样品的表征 |
| 2.2.5 光催化性能测试 |
| 2.2.6 电催化析氢性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜分析(SEM) |
| 2.3.2 X射线能谱分析(EDS) |
| 2.3.3 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.4 紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis DRS) |
| 2.3.5 光催化性能测试 |
| 2.3.6 电催化析氢性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 Fe~(3+)掺杂TiO_2纳米管阵列的低温制备及其光电化学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料与试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 Fe-TNTs的制备 |
| 3.2.4 样品的表征 |
| 3.2.5 光催化性能测试 |
| 3.2.6 电催化析氢性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 扫描电子显微镜分析(SEM) |
| 3.3.2 X射线能谱分析(EDS) |
| 3.3.3 X射线衍射分析(XRD) |
| 3.3.4 紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis DRS) |
| 3.3.5 光催化性能测试 |
| 3.3.6 电催化析氢性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 MoS_2/Fe-TiO_2纳米管阵列的低温制备及其光电化学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料与试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 MoS_2/Fe-TNTs的制备 |
| 4.2.4 样品的表征 |
| 4.2.5 光催化性能测试 |
| 4.2.6 电催化析氢性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 扫描电子显微镜分析(SEM) |
| 4.3.2 X射线能谱分析(EDS) |
| 4.3.3 X射线衍射分析(XRD) |
| 4.3.4 紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis DRS) |
| 4.3.5 光催化性能测试 |
| 4.3.6 电催化析氢性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读研究生学位期间的主要成果 |
| 致谢 |
（3）Al改性对氧缺陷纳米TiO2光催化性能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TiO_2光催化研究概述 |
| 1.2.1 TiO_2的结构及性质 |
| 1.2.2 TiO_2的光催化原理 |
| 1.2.3 TiO_2光催化剂的制备方法 |
| 1.2.4 TiO_2光催化剂的改性方法 |
| 1.2.5 TiO_2光催化的应用 |
| 1.3 Al改性TiO_2的研究 |
| 1.3.1 改性方法 |
| 1.3.2 作用机理 |
| 1.4 TiO_2氧缺陷的研究 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第二章 Al掺杂氧缺陷纳米TiO_2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 催化剂的制备 |
| 2.2.2 催化剂的表征 |
| 2.2.3 可见光催化活性测试 |
| 2.2.4 光催化活性物种的分析 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 形貌与结构分析 |
| 2.3.2 表面化学分析 |
| 2.3.3 能带结构分析 |
| 2.3.4 光致发光光谱分析 |
| 2.3.5 可见光活性测试 |
| 2.3.6 光催化活性增强机理 |
| 2.3.7 催化剂制备条件考察 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 无定形Al_2O_3修饰氧缺陷纳米TiO_2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 催化剂的制备 |
| 3.2.2 催化剂的表征 |
| 3.2.3 可见光催化活性测试 |
| 3.2.4 光催化活性物种的分析 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 形貌与结构分析 |
| 3.3.2 表面化学分析 |
| 3.3.3 能带结构分析 |
| 3.3.4 光致发光光谱分析 |
| 3.3.5 可见光活性测试 |
| 3.3.6 光催化活性增强机理 |
| 3.3.7 催化剂制备条件考察 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）MXene基功能纳米材料的合成及对水中有机污染物的去除作用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 MXenes概述 |
| 1.1.1 MXenes的结构 |
| 1.1.2 MXenes的合成 |
| 1.1.3 MXenes的性质 |
| 1.1.4 MXenes的应用 |
| 1.2 MXenes的改性 |
| 1.2.1 碱土金属阳离子对MXenes的改性 |
| 1.2.2 溶剂对MXenes的改性 |
| 1.2.3 其它材料对MXenes的改性 |
| 1.3 具有紫外光催化活性MXenes基催化剂的合成与应用 |
| 1.3.1 煅烧合成的TiO_2/MXene和 TiO_2/C用于紫外光催化应用 |
| 1.3.2 水热和物理搅拌合成的TiO_2/MXene用于紫外光催化应用 |
| 1.3.3 MXene与其它材料复合并用于紫外光催化应用 |
| 1.4 具有可见光催化活性MXene基催化剂的合成与应用 |
| 1.4.1 TiO_2/MXene和 TiO_2/C的改性以及光催化应用 |
| 1.4.2 MXene基二元催化剂的合成与应用 |
| 1.4.3 MXene基三元催化剂的合成与应用 |
| 1.5 MXene基催化剂在光催化之外的应用 |
| 1.5.1 MXene基催化剂在电/光电催化领域的应用 |
| 1.5.2 MXene基催化剂在类Fenton反应中的应用 |
| 1.5.3 MXene基催化剂在增强单金属催化剂活性和活化过一硫酸盐中的应用 |
| 1.6 论文选题与研究方案 |
| 1.6.1 论文选题 |
| 1.6.2 研究方案 |
| 2 iN-Ti_3C_2/TiO_2的原位合成及其光催化降解水中亚甲基蓝 |
| 2.1 材料和方法 |
| 2.1.1 材料与化学试剂 |
| 2.1.2 iN-Ti_3C_2/TiO2 的合成 |
| 2.1.3 iN-Ti_3C_2/TiO_2 的表征 |
| 2.1.4 iN-Ti_3C_2/TiO_2对MB的光催化降解实验 |
| 2.1.5 iN-Ti_3C_2/TiO_2的DFT模拟计算 |
| 2.1.6 iN-Ti_3C_2/TiO_2的自由基淬灭实验和光化学稳定性测试 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 iN-Ti_3C_2/TiO_2 的结构特征 |
| 2.2.2 iN-Ti_3C_2/TiO_2 的表面组成 |
| 2.2.3 iN-Ti_3C_2/TiO_2 的光学性能 |
| 2.2.4 iN-Ti_3C_2/TiO_2的光催化活性和产生的自由基 |
| 2.2.5 iN-Ti_3C_2/TiO_2的电荷转移机制 |
| 2.2.6 iN-Ti_3C_2/TiO_2光催化降解MB的机理 |
| 2.3 小结 |
| 3 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的合成及其可见光催化降解水中罗丹明B |
| 3.1 材料和方法 |
| 3.1.1 材料与化学试剂 |
| 3.1.2 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2 的合成 |
| 3.1.3 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2 的表征 |
| 3.1.4 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2对RhB的光催化降解实验 |
| 3.1.5 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的光化学稳定性和自由基淬灭实验 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的结构特征 |
| 3.2.2 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的表面组成 |
| 3.2.3 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的光电化学性能 |
| 3.2.4 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2可见光催化降解Rh B |
| 3.2.5 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2可见光催化降解Rh B中的自由基和中间产物 |
| 3.2.6 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2光催化降解RhB的机理 |
| 3.3 小结 |
| 4 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的合成及其可见光催化降解水中磺胺甲恶唑 |
| 4.1 材料和方法 |
| 4.1.1 材料与化学试剂 |
| 4.1.2 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO2@C的合成 |
| 4.1.3 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO2@C的表征 |
| 4.1.4 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C对 SMZ的可见光催化降解实验 |
| 4.1.5 SMZ及其降解中间产物的检测分析方法 |
| 4.1.6 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的可见光催化稳定性测试和自由基淬灭实验 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的结构特征 |
| 4.2.2 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的表面组成 |
| 4.2.3 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的光电化学性能 |
| 4.2.4 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C可见光催化降解SMZ |
| 4.2.5 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C产生的自由基和光催化稳定性 |
| 4.2.6 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C可见光催化降解SMZ的机理 |
| 4.2.7 SMZ降解过程中产生的中间产物 |
| 4.3 小结 |
| 5 N-S/TiO_2@C的合成及其可见光活化过硫酸盐降解水中磺胺甲恶唑 |
| 5.1 材料和方法 |
| 5.1.1 材料与化学试剂 |
| 5.1.2 N/S-TiO_2@C的合成 |
| 5.1.3 N/S-TiO_2@C的表征 |
| 5.1.4 N/S-TiO_2@C可见光活化PS降解SMZ实验 |
| 5.1.5 N/S-TiO_2@C活化PS降解SMZ的稳定性测试和自由基淬灭实验 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 N/S-TiO_2@C的结构特征 |
| 5.2.2 N/S-TiO_2@C的表面组成 |
| 5.2.3 N/S-TiO_2@C的光电化学性能 |
| 5.2.4 N-S/TiO_2@C可见光活化PS降解SMZ |
| 5.2.5 N/S-TiO_2@C的稳定性和活化PS产生的自由基 |
| 5.2.6 N/S-TiO_2@C可见光活化PS降解SMZ的机理 |
| 5.2.7 SMZ降解过程中产生的中间产物 |
| 5.3 小结 |
| 6 四种材料的性能比较及在实际水样中的适用性 |
| 6.1 材料与方法 |
| 6.1.1 实际水样的采集和表征 |
| 6.1.2 材料对水样中目标污染物的降解实验 |
| 6.2 结果与讨论 |
| 6.2.1 材料性能的文献比较 |
| 6.2.2 材料在实际水样中的适用性 |
| 6.2.3 四种材料之间的性能比较 |
| 6.3 小结 |
| 7 研究结论、创新点与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历及攻读博士学位期间论文和获奖情况 |
（5）黑化TiO2超构表面的结构色调控与光化学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义和目的 |
| 1.2 TiO_2光化学作用 |
| 1.2.1 TiO_2的光催化与能带调控 |
| 1.2.2 TiO_2的自清洁研究 |
| 1.3 纳米光子学研究进展 |
| 1.3.1 光与纳米结构的相互作用 |
| 1.3.2 超构表面结构色显示 |
| 1.3.3 纳米光子学调控光化学过程 |
| 1.4 研究现状分析 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验材料、设备及研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 数值模拟计算 |
| 2.3.1 超构表面结构色的计算 |
| 2.3.2 消色差超构透镜的设计原理 |
| 2.3.3 超构表面全息的设计原理 |
| 2.4 TiO_2超构表面的制备工艺 |
| 2.4.1 TiO_2材料的蒸镀 |
| 2.4.2 剥离法制备TiO_2超构表面 |
| 2.4.3 刻蚀法制备TiO_2超构表面 |
| 2.5 超构表面的光学性能测试 |
| 2.5.1 TiO_2超构表面结构色表征 |
| 2.5.2 消色差超构透镜表征 |
| 2.5.3 超构表面全息的表征 |
| 2.6 TiO_2超构表面的光化学表征 |
| 2.6.1 光催化还原纳米Ag颗粒 |
| 2.6.2 TiO_2超构表面的自清洁测试 |
| 第3章 TiO_2超构表面结构色的动态可逆调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 黑白TiO_2可逆转换的工艺探索 |
| 3.2.1 TiO_2薄膜的制备与表征 |
| 3.2.2 感应耦合等离子体工艺 |
| 3.2.3 基于ICP实现的黑白TiO_2转换 |
| 3.2.4 黑色TiO_2薄膜内部结构变化研究 |
| 3.3 TiO_2超构表面结构色的设计与制备 |
| 3.3.1 TiO_2超构表面结构色的数值模拟计算 |
| 3.3.2 TiO_2超构表面结构色的制备与形貌表征 |
| 3.3.3 TiO_2超构表面结构色的光学测试 |
| 3.4 TiO_2超构表面结构色的动态可逆调控 |
| 3.4.1 TiO_2结构色的擦写与再现 |
| 3.4.2 基于TiO_2结构色的信息加密与隐藏 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 TiO_2超构表面对光化学作用的增强 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 对可见光吸收增强的黑色TiO_2超构表面 |
| 4.2.1 黑色TiO_2超构表面光学性能表征 |
| 4.2.2 黑色TiO_2超构表面光催化性能的测试 |
| 4.2.3 超构表面调控纳米Ag颗粒生长的机理讨论 |
| 4.3 波长依赖光催化TiO_2超构表面 |
| 4.3.1 窄带吸收TiO_2超构表面 |
| 4.3.2 波长依赖光催化实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 各类紫外自清洁TiO_2超构表面的实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 TiO_2超构表面紫外自清洁能力的探究 |
| 5.2.1 TiO_2超构表面结构色的制备与表征 |
| 5.2.2 TiO_2超构表面结构色的紫外自清洁性能验证 |
| 5.2.3 TiO_2超构表面的紫外自清洁机理探讨 |
| 5.3 自清洁消色差超构透镜 |
| 5.3.1 消色差TiO_2超构透镜的设计和制备 |
| 5.3.2 消色差TiO_2超构透镜的光学表征 |
| 5.3.3 消色差TiO_2超构透镜的紫外自清洁 |
| 5.4 自清洁全息超构表面 |
| 5.4.1 全息超构表面的设计、制备和表征 |
| 5.4.2 全息超构表面的自清洁研究 |
| 5.5 TiO_2超构表面对指纹的自清洁 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）有机物的染料敏化/活化可见光催化降解特性与机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 染料敏化半导体光催化技术 |
| 1.2.1 典型半导体光催化剂应用局限性及调控方法 |
| 1.2.2 染料敏化光催化技术概述 |
| 1.2.3 染料敏化剂的特性与分类 |
| 1.3 染料敏化与过硫酸盐高级氧化耦合技术 |
| 1.3.1 过硫酸盐高级氧化技术概述 |
| 1.3.2 过硫酸盐活化方法 |
| 1.3.3 染料敏化与过硫酸盐耦合技术进展 |
| 1.4 课题研究概述 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 课题研究目的与意义 |
| 1.4.3 课题研究内容 |
| 2 实验材料与方法 |
| 2.1 试剂与耗材 |
| 2.2 仪器与设备 |
| 2.3 催化剂的制备与表征 |
| 2.3.1 D35-TiO_2染料敏化纳米晶粒膜的制备 |
| 2.3.2 D35-TiO_2/g-C_3N_4染料敏化光催化剂的制备 |
| 2.3.3 催化剂表征方法 |
| 2.4 催化性能评价方法 |
| 2.4.1 D35-TiO_2染料敏化纳米晶粒膜催化反应过程 |
| 2.4.2 D35-TiO_2/g-C_3N_4/过二硫酸盐体系催化反应过程 |
| 2.4.3 光敏染料自活化过硫酸盐反应过程 |
| 2.5 污染物浓度测定 |
| 2.5.1 药品类污染物浓度的测定 |
| 2.5.2 染料类污染物浓度的测定 |
| 2.6 其他指标分析方法 |
| 2.6.1 活性氧化物质鉴别 |
| 2.6.2 生物急性毒性测试 |
| 2.6.3 有机物降解产物分析 |
| 3 染料敏化纳米晶粒膜的有机物光催化降解特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 D35-TiO_2染料敏化纳米晶粒膜催化剂表征 |
| 3.2.1 扫描电镜与X射线能谱分析 |
| 3.2.2 X射线衍射与透射电镜分析 |
| 3.2.3 紫外-可见漫反射光谱与价带谱分析 |
| 3.2.4 光致发光光谱与瞬态光电流响应分析 |
| 3.3 D35-TiO_2染料敏化光催化有机物降解特性 |
| 3.3.1 有机物降解性能评价 |
| 3.3.2 有机物降解的化学条件 |
| 3.3.3 D35-TiO_2纳米晶粒膜的应用稳定性 |
| 3.4 D35-TiO_2染料敏化光催化有机物降解机理 |
| 3.4.1 活性氧化物质鉴别 |
| 3.4.2 BPA降解产物及毒性分析 |
| 3.4.3 有机物降解机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 染料敏化-过硫酸盐耦合工艺的有机物光催化降解特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 D35-TiO_2/g-C_3N_4染料敏化光催化剂表征 |
| 4.2.1 扫描电镜与透射电镜分析 |
| 4.2.2 X射线衍射分析 |
| 4.2.3 傅里叶红外光谱分析 |
| 4.2.4 热重分析 |
| 4.2.5 紫外-可见漫反射光谱及价带谱分析 |
| 4.2.6 光致发光光谱分析 |
| 4.2.7 X射线光电子能谱分析 |
| 4.3 D35-TiO_2/g-C_3N_4/PS染料敏化光催化有机物降解特性 |
| 4.3.1 有机物降解性能评价 |
| 4.3.2 有机物降解的化学条件 |
| 4.3.3 D35-TiO_2/g-C_3N_4催化剂的应用稳定性 |
| 4.3.4 D35-TiO_2/g-C_3N_4/PS催化体系的反应选择性 |
| 4.4 D35-TiO_2/g-C_3N_4/PS染料敏化光催化有机物降解机理 |
| 4.4.1 活性氧化物质鉴别 |
| 4.4.2 BPA降解产物及路径分析 |
| 4.4.3 有机物降解机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 污水中光敏染料自活化过硫酸盐的有机物降解特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 污水中单一光敏染料自活化过硫酸盐的自降解特性 |
| 5.2.1 工业生产中常见染料基本属性 |
| 5.2.2 单一光敏染料自活化过二硫酸盐特性 |
| 5.2.3 单一光敏染料自活化过一硫酸盐特性 |
| 5.2.4 光敏染料活化过硫酸盐机理 |
| 5.3 污水中混合光敏染料自活化过二硫酸盐的有机物降解特性 |
| 5.3.1 混合光敏染料自活化过二硫酸盐特性 |
| 5.3.2 混合光敏染料/PS光催化体系共存有机物降解特性 |
| 5.3.3 混合光敏染料/PS光催化体系共存有机物降解机理 |
| 5.4 实际印染废水自活化过二硫酸盐效能评价 |
| 5.4.1 实际印染废水理化性质 |
| 5.4.2 实际印染废水/PS预处理工艺应用潜能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果及荣誉 |
（7）基于光催化选择性有机合成反应的材料设计和探索（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化选择性有机合成 |
| 1.2.1 光催化选择性有机合成的基本原理 |
| 1.2.2 光催化选择性有机合成的活性物种 |
| 1.2.3 光催化选择性有机合成的评价指标 |
| 1.3 光催化选择性有机合成的发展现状 |
| 1.3.1 光催化选择性有机合成的种类 |
| 1.3.2 光催化选择性有机合成的优势与挑战 |
| 1.4 提高光催化有机合成反应性能的策略 |
| 1.4.1 微结构 |
| 1.4.2 晶相和晶面 |
| 1.4.3 掺杂和表面缺陷 |
| 1.4.4 表面修饰 |
| 1.4.5 构建异质结 |
| 1.4.6 光敏化作用 |
| 1.4.7 外部反应条件 |
| 1.5 选题意义及研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 含氧空位的Bi_2O_3高效生成~1O_2及其在选择性氧化硫醚反应中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 样品制备与表征 |
| 2.2.2 光催化氧化苯甲硫醚/苯甲醇实验 |
| 2.2.3 活性物种捕获实验 |
| 2.2.4 理论计算 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 理论计算结果分析 |
| 2.3.2 OV-Bi_2O_3的结构和形貌分析 |
| 2.3.3 氧空位对活性物种的影响 |
| 2.3.4 OV-Bi_2O_3的选择性催化氧化性能 |
| 2.4 本章结论 |
| 参考文献 |
| 第三章 含光敏性有机配体芘磺酸的Ag基MOF高效生成~1O_2及其在选择性氧化硫醚反应中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品制备与表征 |
| 3.2.2 单晶结构的测试 |
| 3.2.3 光催化氧化苯甲硫醚实验 |
| 3.2.4 活性物种检测 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Ag-PTS-BPY的晶体结构和形貌分析 |
| 3.3.2 Ag-PTS-BPY的光物理性能和能带结构分析 |
| 3.3.3 Ag-PTS-BPY的光催化氧化苯甲硫醚的性能 |
| 3.3.4 高循环稳定性及其原因 |
| 3.3.5 Ag-PTS-BPY的光催化氧化苯甲硫醚反应机理 |
| 3.4 本章结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 含光敏性有机配体5,10,15,20-(4-吡啶基)卟啉的Ag基MOF高效生成~1O_2及其在选择性氧化硫醚反应中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品制备与表征 |
| 4.2.2 光催化氧化苯甲硫醚实验 |
| 4.2.3 活性物种捕获实验 |
| 4.2.4 光动力学治疗实验 |
| 4.2.5 理论计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 AgTPyP的结构、形貌和光物理性能分析 |
| 4.3.2 AgTPyP的光催化氧化苯甲硫醚的性能及主要的活性物种分析 |
| 4.3.3 AgTPyP的光动力学治疗结果 |
| 4.3.4 AgTPyP的循环稳定性 |
| 4.3.5 AgTPyP的光催化机理探讨 |
| 4.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第五章 含苯基膦酸的Co/Ni基MOFs的制备及其在选择性还原CO_2中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 苯基膦酸钴/镍(CoPPA/NiPPA)MOFs材料及在CO_2还原和分解水产氢中的研究 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 实验部分 |
| 5.2.3 结果与讨论 |
| 5.2.4 本节结论 |
| 5.3 对位含不同官能团的苯基膦酸表面修饰增强NiO的光催化CO_2还原和分解水产氢活性 |
| 5.3.1 引言 |
| 5.3.2 实验部分 |
| 5.3.3 结果与讨论 |
| 5.3.4 本节结论 |
| 5.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的获奖情况、公开发表的论文及申请专利 |
| 附录: 英文论文原文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）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 |
（9）TiO2基复合半导体在光催化燃料电池中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 TiO_2 的简介 |
| 1.1.1 TiO_2 晶型 |
| 1.1.2 纳米TiO_2 的性质 |
| 1.1.3 TiO_2 的制备方法 |
| 1.1.4 TiO_2 的应用 |
| 1.2 染料敏化太阳能电池简介 |
| 1.2.1 染料敏化太阳能电池的结构 |
| 1.2.2 染料敏化太阳能电池的工作原理 |
| 1.3 光催化燃料电池简介 |
| 1.3.1 光催化燃料电池能电池的研究背景与意义 |
| 1.3.2 光催化燃料电池的结构 |
| 1.3.3 光催化燃料电池的工作原理 |
| 1.4 提出本课题的目的与意义 |
| 第2章 一种简单的后处理TiO_2方法显着提高其光催化活性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 材料的制备 |
| 2.2.3 样品形貌结构和成分表征 |
| 2.2.4 光催化降解罗丹明B的测定 |
| 2.2.5 电化学测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 后处理TiO_2粉末样品的表征 |
| 2.3.2 光催化活性 |
| 2.3.3 机理探究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 NH_4~+对TiO_2纳米棒阵列的显着形态调控作用及其在染料敏化太阳能电池中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 TNAs和 N-TNAs的制备 |
| 3.2.3 形貌结构表征 |
| 3.2.4 染料敏化太阳能电池的组装 |
| 3.2.5 染料敏化太阳能电池的光伏测试 |
| 3.2.6 EIS测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 样品的形貌,结构和成分分析 |
| 3.3.2 染料敏化太阳能电池的光电性能表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 一种高效阴极催化剂核壳结构Ag@Fe_2O_3在光催化燃料电池中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 电极材料的制备 |
| 4.2.3 光催化燃料电池的组装 |
| 4.2.4 形貌表征 |
| 4.2.5 光催化燃料电池的组装 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Ag@Fe_2O_3 的形貌结构表征 |
| 4.3.2 光催化燃料电池的光催化性能测试 |
| 4.3.3 光催化燃料电池的机理探究 |
| 4.4 本章小结 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间取得的相关科研成果 |
（10）海胆状TiO2/ZnO复合微球的制备及光催化性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 抗生素和有机染料污染现状及处理办法 |
| 1.2.1 抗生素 |
| 1.2.2 有机染料 |
| 1.2.3 水体中抗生素和有机染料处理办法 |
| 1.3 TiO_2光催化技术概述 |
| 1.3.1 TiO_2纳米材料 |
| 1.3.2 TiO_2光催化机理 |
| 1.3.3 TiO_2光催化剂的改性原理及方法 |
| 1.3.4 LSPR在 TiO_2光催化中的应用 |
| 1.4 光催化技术的应用 |
| 1.4.1 光催化技术在能源方面的应用 |
| 1.4.2 光催化技术在环境处理中的应用 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第二章 TiO_2/ZnO复合微球的制备及光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原料与仪器 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 海胆状TiO_2微球的制备 |
| 2.3.2 TiO_2/ZnO异质结复合材料的制备 |
| 2.3.3 光催化实验 |
| 2.4 海胆状TiO_2/ZnO复合材料的表征 |
| 2.4.1 SEM表征 |
| 2.4.2 TEM表征 |
| 2.4.3 XRD表征 |
| 2.4.4 XPS表征 |
| 2.4.5 N_2吸附脱附实验 |
| 2.5 海胆状TiO_2/ZnO复合材料的光催化性能 |
| 2.5.1 催化剂量对降解性能的影响 |
| 2.5.2 TZ对MO的光催化降解性能 |
| 2.5.3 TZ对TCH的吸附及光催化降解性能 |
| 2.5.4 PH值对TCH的降解性能的影响 |
| 2.5.5 光催化过程中TCH的矿化率 |
| 2.5.6 TCH的中间产物及可能的降解途径 |
| 2.5.7 光催化机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 Au纳米颗粒修饰的TiO_2/ZnO复合微球的制备和光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Au-TiO_2/ZnO海胆状复合微球光催化剂的制备 |
| 3.3 光催化实验 |
| 3.4 Au-TiO_2/ZnO海胆状复合微球光催化剂的表征 |
| 3.4.1 TEM表征 |
| 3.4.2 XRD表征 |
| 3.4.3 XPS表征 |
| 3.4.4 UV-Vis和 EIS表征 |
| 3.5 光催化性能 |
| 3.5.1 Au-TiO_2/ZnO在可见光下对MO的降解 |
| 3.5.2 Au-TiO_2/ZnO在可见光下对TCH的降解 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的论文及成果情况 |
四、纳米TiO_2光催化原理及其在环保领域的应用（论文参考文献）
- [1]TiO2光催化剂的应用研究现状[J]. 柴立涛,张百勇,刘昕,赵云龙,杨平,王滕. 金属功能材料, 2021(03)
- [2]可见光响应型TiO2基纳米管阵列的制备及其光电化学性能研究[D]. 吴智君. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [3]Al改性对氧缺陷纳米TiO2光催化性能的影响研究[D]. 苗宁. 内蒙古工业大学, 2021(01)
- [4]MXene基功能纳米材料的合成及对水中有机污染物的去除作用[D]. 柯涛. 浙江大学, 2021
- [5]黑化TiO2超构表面的结构色调控与光化学研究[D]. 巫云开. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [6]有机物的染料敏化/活化可见光催化降解特性与机理研究[D]. 白雪. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [7]基于光催化选择性有机合成反应的材料设计和探索[D]. 王佳佳. 山东大学, 2021(11)
- [8]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)
- [9]TiO2基复合半导体在光催化燃料电池中的应用[D]. 李凯静. 青岛科技大学, 2021(01)
- [10]海胆状TiO2/ZnO复合微球的制备及光催化性能研究[D]. 程俊. 合肥工业大学, 2021(02)