胺调制合成高热稳定性的纳米TiO,2及其光催化性能.pdf

黑龙江大学
硕士学位论文
胺调制合成高热稳定性的纳米TiO<,2>及其光催化性能
姓名:栾云博
申请学位级别:硕士
专业:物理化学
指导教师:井立强
20100331
中文摘要近年来,纳米半导体光催化剂引起广泛关注,其中纳米R蚱渚哂醒趸乖的纳米AW踊岜硐殖鲇乓斓墓獯呋阅埽歉呔Щ扔胄×W映叽绲纫蛩刂并且对机制进行了深入探索。性强、化学稳定性好、无毒等优点而被认为是比较理想的光催化剂之一。研究表明,同时具有锐钛矿晶相组成、高结晶度、小粒子尺寸和大比表面积等结构特征间存在矛盾。因此,解决以上矛盾是获得高活性夯擅坠獯呋恋墓丶=人们发现利用无机氨或有机胺等改性可以提高旱娜任榷ㄐ越型饩鲆陨矛盾,但是仍存在合成工艺复杂、机制分析不深入等问题。基于以上分析,本论文利用胺调制的溶胶一水热法设计合成了高热稳定性的高活性紫外光催化剂,通过六亚甲基四胺调制的溶胶一水热法合成了纳米粒子,并利用、蚐等对样品进行了表征,重点考察胺对锐钛矿D擅拙任榷ㄐ约捌涔獯化活性的影响。结果表明,胺的引入能够有效地提高锐钛矿的热稳定性,且适当胺的引入表现出最好的提高热稳定性能力,即可使开始相变温度从嫣岣℃。热稳定性提高主要归因于胺水解产生的氨分子及经高温热处理所产生的氮物种能够有效地阻碍锐钛矿粒子直接接触和质量扩散。与未调制的O啾龋经高温热处理的胺调制的纳米罕硐殖龈叩墓獯呋钚裕揖℃热处理的样品表现出与嗟钡墓獯呋钚浴9獯呋钚蕴岣咧饕S肴耦芽缶Щ忍岣吆鸵—狽形式存在的氮物种对电荷的束缚作用进而显著促进光生电荷分离有关。此工作势必将拓展纳米T谛杈呶氯却淼奶沾伞⑼坎愕确矫娴挠τ谩同时,为了克服传统的经高温热处理锐钛矿纳米晶而获得的金红石颗粒往往表现出粒径尺寸大、表面积小等缺陷,采用盐酸调制的溶胶一水热法直接可控合成了大比表面积且具有不同金红石相含量的纳米粒子,重点考察了金红石相含量对其可见光光催化降解罗丹明钚缘挠跋臁T诤铣晒讨校珻慌ǘ鹊8鹤胖要角色,其不仅可控制金红石相含量,还诱导生成了~维棒状结构。与热处理法样品相比,直接合成法获得的表现出不同的光伏响应规律,即随得到的
着金红石相含量增加其光伏强度逐渐升高,且在以金红石相为主的纳米晶样品中并没有出现与金红石本征缺陷相关的表面态光伏响应。说明了直接获得的样品中含有较少的本征缺陷,进而解释了相应样品会表现出较强的与带带跃迁有关的表面光伏响应。有趣的是,以金红石相为主的纳米粒子表现出了较高的可见光光催化活性,其高的可见光催化活性与其大的比表面积和高的电荷分离效率有关。此论文工作为设计合成稳定的高活性基纳米光催化剂提供了思路。关键词二氧化钛;溶胶一水热法;热稳定性;高活性;光催化黑龙江大学硕士学位论文
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学位论文作者签名:猫导师签睬及格签字日期:洲辏拢签字日期:如肋年/月夕签字日期:刎口年/自独创性声明学位论文版权使用授权书本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他本学位论文作者完全了解黑龙江大学有关保留、使用学位论文的规定,有人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得黑龙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。论文作者签名:权保留并向国家有关部门或机构交送论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权黑龙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学位论文作者毕业后去向:工作单位:通讯地址:电话:邮编:黑龙江大学硕士学位论文仉
,人们利用化石燃料创造了便利的社会环境。去远处可乘坐飞机,汽车和电车,在短时间内就能到达目的地。不管季节如何,我们都可在有空调的房间舒服的生活。现代生活正是基于大量消耗化石燃料的基础之上的。然而,这种大量消耗,同时会排放出大量的有机污染物,其结果导致各种环境问题显露出来。世界急需能从根本上解决问题的一种环境对策技术,这种技术必须能促进环境循环或者能恢复自然环境。世纪年代以后,环境光催化技术作为一种新兴有效的环保技术,因为具有降解彻底,能够广泛应用,实用性强和安全性高等优点受到人们广泛的青睐。因为这种技术是利用生活环境中存在的太阳光等作为能源,雨水使其功能化,而被称为环境友好性材料,即可被视为是一种能使实际获得消费性舒服生活得以持续并不增加对环境负荷的现代技术。光催化技术即是在光的照射下,将光能转化成化学能,促进化合物的合成或是使化合物降解的一种技术手段啊辏現啪等人首次报道了用二氧化