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纳米TiO_2复合材料的制备及应用研究

纳米TiO_2复合材料的制备、复合途径对TiO_2性能的影响及其在军民领域中的应用是当前研究的热点之一。本文从TiO_2的光催化机理入手,提出了几种能有效提高其催化氧化活性的复合模型,并根据模型制备了几种不同的纳米TiO_2复合材料,研究复合对TiO_2催化氧化性能、抗菌性能的影响,对制备的复合材料在光催化、抗菌、喷撒型抗红外固体气溶胶及燃烧型抗红外发烟剂中进行了应用研究,主要内容如下:从TiO_2的光催化机理出发,提出氧化剂复合模型、氧化剂-金属沉积复合模型、半导体-氧化剂复合模型制备复合材料,以扩展TiO_2的激发波段,降低光生电子-空穴的复合几率,并进行机理分析。根据氧化剂复合模型,制备TiO_2-WO_3纳米复合催化剂,对3.3×10~(-3)mol/L甲醛溶液进行光催化,考察不同条件对其光催化性能的影响;制备Fe~(3+)/TiO_2复合材料,研究太阳光下其催化降解甲基橙的活性;制备Cu~(2+)/TiO_2复合材料研  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

新型功能化TiO_2纳米管复合材料的制备与光催化应用研究

纳米技术被誉为21世纪最有发展前途的新技术之一。光催化活性是半导体纳米材料非常独特的性能,引起了科技界和产业界的高度重视。随着全球环保意识的深化,用光催化技术消除有机污染物已经引起科技界的广泛关注。应用阳极氧化法制备出的TiO2纳米管阵列作为光催化剂,具有活性高、比表面积大、化学性质稳定、无毒等优点,是最具有开发前景的绿色环保催化剂之一。然而,TiO2禁带宽度较宽(3.2eV),电导率较低,这使得在光催化应用中对太阳光的利用率较低,不能有效传递光生载流子,从而影响光催化降解速率。为了解决以上难题,需对TiO2纳米管阵列进行掺杂和修饰,使其功能化,拓宽其在可见光区的吸收范围,延长光生载流子的寿命。本论文以功能化Ti02纳米管阵列-环境应用为主线,以提高Ti02纳米管阵列的光催化活性生为研究重点,以有机污染物和重金属离子的消减为目标,成功制备了PbS/TiO2 Cu2O/TiO2和Au/TiO2纳米管阵列复合材料,研究其作为高效光催...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌航空大学
南昌航空大学

TiO_2纳米管阵列环境功能复合材料的制备及应用研究

环境污染和能源危机是当今影响人类社会生存与发展的两大重要问题。TiO2具有优良的光学性能、化学稳定性并且成本低廉,因此,在光催化领域展现出独特的优势。然而,由于禁带宽度大(金红石相为3.0eV,锐钛矿相为3.2eV),载流子复合几率高,以及对有机污染物吸附能力较差,TiO2在实际应用中受到严重限制。本课题采用阳极氧化法直接在钛基底上原位制备TiO2纳米管阵列(TiO2NTs),然后分别采用窄带隙半导体复合、贵金属沉积以及石墨烯负载等方式,对TiO2纳米管进行改性,以提高其光催化性能。并将其应用于光催化氧化有机污染物、还原重金属以及CO2资源化等方面。具体研究内容如下:(1)采用阳极氧化法制备高度有序的TiO2纳米管阵列,煅烧晶化后通过脉冲电沉积技术在乙二醇(EG)溶剂中制备三维Bi2S3于纳米管阵列基底上。通过调控脉冲电沉积的温度、电压和时间等参数,探索结晶良好、形貌理想的Bi2S3纳米材料的制备条件。研究发现,当沉积电压为-1...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江理工大学
浙江理工大学

贵金属改性TiO_2纳米复合材料的制备及其在染料降解中的应用

半导体TiO_2光催化剂,因其具有价格低廉、无毒性和高效的催化性能,在印染废水治理上得到了广泛的应用。但是未经改性的半导体TiO_2光催化剂因其禁带宽度的限制,只能吸收紫外光,从而使得可见光催化效率低,影响了其在实际生产中的应用。目前,提高TiO_2可见光催化性能的研究主要集中于金属离子掺杂、碳等无机物的修饰以及贵金属纳米粒子的负载等单一修饰改性处理,这种处理限制了催化剂各组分间的协同增强效果。为此,本论文中预先利用Sn2+与TiO_2间的无机嫁接作用,对商业化德固赛P25-TiO_2催化剂进行了表面修饰改性,增加了TiO_2表面官能团密度。随后,利用Sn2+/Sn4+较低的化学还原电势原位还原贵金属前驱体,得到均匀分散的贵金属纳米粒子和SnOx双功能修饰的TiO_2光催化剂。利用透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、N2物理吸附、X射线能谱(XPS)和紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等一系列物理化学表征手段,考察...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

聚吡咯/TiO_2纳米管阵列复合材料的制备及其在锂硫电池中的应用

较高的理论比容量(1675 mAh/g)使得锂硫电池在未来能量转换和储存领域展现出了巨大的应用前景。然而其总体的循环稳定性较差,能量效率较低,阻碍了其在实际应用中的发展。本文中设计了一种PPy/Ti O_2同轴异质结纳米管阵列结构作为正极材料基底,以期改善锂硫电池的电化学性能。在此阵列结构中,沉积了PPy的TiO_2纳米管阵列为锂离子的扩散及其与硫反应提供了有序规整的导电骨架,同时对反应过程中生成的多硫化物有一定的吸附作用,减缓了电池容量的衰减。本实验采用两步阳极氧化法在含氟盐的有机电解液中制备了高度有序的TiO_2纳米管阵列。场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征结果显示,制备出的TiO_2纳米管高度有序平行排列,管径约120 nm,管长约30μm,为锐钛矿晶型。采用三电极体系,在含对甲苯磺酸钠(TsONa)的水系电解液中,在TiO_2纳米管阵列上电化学聚合沉积了PPy,并考察了沉积电流和聚合时间对PPy/...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

《材料导报》2011年S1期
材料导报

纳米TiO_2/环境矿物复合材料的制备及应用研究

纳米材料是由l~10onm的粒子组成,由于具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、介电限域效应等特征,在光学性质、化学反应性、磁性、超导等许多物理和化学方面都显示出特殊的性能,在化工、医药、冶金、电子、环保等领域具有很好的潜在应用价值。纳米Tiq作为一种光催化剂具有光催化活性高、化学性质稳定、使用安全并无毒无害等优点,是目前研究应用最广泛的一种纳米材料。但单一的纳米Tiq能带带隙较宽,需要吸收小于387nm的紫外光才能激发其光催化活性,且纳米颗粒在应用中易团聚,电子与空穴复合几率大,降低了催化活性[1j。环境矿物材料可定义为由矿物及其改性产物组成的与生态环境具有良好协调性或直接具有防治污染和修复环境功能的一类矿物材料[2j。为了制备降解有机污染物、分解有害气体、可抑制微生物等能高效改善环境质量的材料,很多学者将纳米Ti认与环境矿物材料复合,不仅可发挥环境矿物材料的环境性能,而且使光催化性能更稳定持久,纳米TIO...  (本文共4页) 阅读全文>>