水蒸气对TiO_2光催化氧化CO的影响

水蒸气对TiO_2光催化氧化CO的影响

一、水汽对TiO_2上CO光催化氧化反应的影响(论文文献综述)

周易[1](2021)在《表面改性对二氧化钛基催化剂光催化降解甲胺性能的影响》文中研究表明甲胺(CH3NH2)是含氮臭气的典型代表,由甲胺类废气引发的恶臭污染对人们的生产、生活带来了严重影响。绿色、高效、操作简单的光催化技术在甲胺的治理方面具有很大的潜力。本研究以纳米TiO2为基底进行了一系列的酸碱改性、表面形貌调控以及贵金属Pt负载等表面改性工作,并将其应用于光催化降解甲胺的研究,系统考察了上述表面改性手段对甲胺光催化降解效率的提升效果;基于材料理化特性分析和原位红外光谱(DRIFT)研究,考察了甲胺在催化剂表面的降解历程和降解氛围对反应的影响。(1)采用简单浸渍法制备了H3PO4/TiO2(Evonik Degussa P25)、H2SO4/TiO2、Na OH/TiO2催化剂,其在干燥条件下的甲胺光催化降解率分别为75.1%、74.2%、63.9%,效果较未改性样品均取得了一定程度的提升。表面酸碱改性拓展了TiO2的光谱利用范围,降低了电荷迁移阻力,并促进了光生电子和空穴的迁移和分离。此外,酸改性还显着增强了催化剂对甲胺的吸附。综合考察不同气氛条件的甲胺降解效果,磷酸改性的TiO2甲胺降解效果最佳,其在10%相对湿度条件下对甲胺降解率可达85%。(2)基于原位红外光谱(DRIFT)对甲胺的光催化降解过程进行系统研究,推测甲胺的光催化降解可能存在以下路径:a.先发生C-N键的断裂生成NH3和·CH2、·CH3,·CH2和·CH3被氧化为羧酸;b.先脱氢生成·CH2NH2,被·O2-和·OH氧化为酰胺和NCO,再水解为NH3和羧酸,最终降解为CO2、NO3-等。硝基甲烷等副产物产生于自由基和气相产物之间的光化学反应过程。水汽能够促进·CH2、·CH3的氧化生成羧酸,从而抑制光化学反应中的副产物生成。(3)以纳米TiO2为基底,采用水热法制备了TiO2纳米管(TNTs),并将其应用于甲胺光催化降解。在350℃下煅烧得到的TNTs-350降解效果最佳,甲胺降解效率可达85%以上。通过DRIFT研究发现,CH3NH2在TNTs-350表面经历了-NCO、-COOH等降解过程,并最终降解为CO2、NH3、NO3-等产物。适量水汽的加入对反应过程具有促进作用。(4)为进一步提高甲胺光催化降解的效率,以TNTs-350催化剂为载体,采用浸渍法、煅烧法和还原法负载了不同形态Pt(Pt0、Pt Ox和Pt Clx)负载的TNTs催化剂。实验结果表明,Pt元素以Pt Clx形态负载时,可提升甲胺的吸附能力,对甲胺光催化降解有促进作用。Pt0、Pt Ox负载,会降低TNTs对甲胺的吸附能力,从而造成降解效率的下降。Pt Clx/TNTs-350催化剂最优的Pt负载量为0.5%,甲胺降解效率可达95%以上。理化特性分析表明,负载的Pt Clx能够在TNTs表面构建新的电子转移通道,促进光生电子和空穴的分离,产生更多的的·OH、·O2-自由基参与反应,从而提高甲胺光催化降解效率。

张淑伟[2](2021)在《CuO/TiO2异质结复合催化剂的可控合成及其在光催化氧化甲醇制备甲酸甲酯反应的研究》文中提出随着环境污染、能源短缺日益加重,人们对环保的认识逐渐提高。研究者们希望利用光催化技术把太阳能转化成化学能等可利用的能量来解决现在的污染问题。在光催化技术中,光生电子和空穴的有效分离是改善催化剂活性的重要手段。研究表明可控合成暴露特定晶面的纳米材料或者合成异质结复合催化材料可以促进光生电子和空穴的分离,进而提高催化剂活性。TiO2对于光催化氧化CH3OH制备HCOOCH3具有很好的催化活性。然而,传统地TiO2大多数是球形纳米粒子,光生电子和空穴分离效率较低,限制了光催化性能的提高。目前主要的研究工作是集中在TiO2球形纳米粒子的改性上,很少涉及到对TiO2形貌的改变。研究表明,沉积在TiO2表面的助催化剂可以和TiO2形成异质结界面。异质结界面的形成可以增大光生电子和空穴的分离程度。因此,本论文分别将还原性助催化剂CuO沉积在锐钛矿TiO2纳米管和锐钛矿TiO2纺锤体上,构筑了CuO/TiO2异质结复合催化剂,利用晶面效应和异质结效应协同,最大程度上促使光生电子和空穴的分离,完成光催化氧化CH3OH制备HCOOCH3的高效转换。在光照条件下,当温度为25℃时,7%CuO/TiO2纺锤体给出了97%甲醇转化率和83%甲酸甲酯的选择性;7%CuO/TiO2纳米管催化CH3OH的转变效率为95%,HCOOCH3的选择性为85.5%。

孙研[3](2021)在《可见光驱动TiO2同步去除有机微污染物和六价铬的机理研究》文中认为难降解有机微污染物和重金属离子的高效去除是污水深度处理与资源化利用的关键所在。近年来,以二氧化钛(TiO2)为核心的光催化反应体系因其高效、低耗以及绿色环保等突出优点在污水深度处理领域备受关注并具有十分广阔的应用前景。由于可见光拥有太阳光谱中50%以上的光子密度,因此大量研究均致力于TiO2自身结构及性能的调控以提高其对于可见光的吸收进而提高催化反应效率。然而,现有的TiO2改性策略及制备方法普遍较为复杂且成本高昂,严重限制了该技术体系的实际应用。因此,如何用更简单的方式增强TiO2的可见光催化活性具有重要的理论与现实意义。对此,本文系统研究了未经任何改性修饰的TiO2在可见光下同步去除有机微污染物和重金属六价铬的效能及催化反应机理,以期为新型可见光催化技术的发展提供新思路。本文的主要研究成果如下:(1)构建了可见光驱动TiO2同步去除有机微污染物和高价重金属离子的复合催化体系,并系统研究了该体系对双酚A(BPA)和六价铬(Cr(Ⅵ))的去除特性。结果表明:可见光驱动TiO2单独处理BPA或Cr(Ⅵ)溶液时均没有任何去除效果;而将50 mg/L BPA与10 mg/L Cr(Ⅵ)溶液混合以后,两者均可得到有效去除,可见光驱动反应进行60 min后,BPA的降解效率、反应速率常数以及矿化度分别高达100%、0.0951 min-1和71.91%,Cr(Ⅵ)的还原效率和速率常数高达100%和0.1149min-1。与此同时,上述BPA与Cr(Ⅵ)混合溶液的生物急性毒性去除率高达65.27%,对环境的毒性显着下降。(2)系统考察了包括初始BPA浓度、TiO2晶体结构、TiO2投加量、初始pH值、常见无机阴离子、光照条件、有机物种类以及背景水质等关键工艺参数对该体系处理效率的影响。结果表明:增加BPA的初始浓度有利于Cr(Ⅵ)的还原,当BPA与Cr(Ⅵ)的浓度比为5:1时,二者的高效去除速率可兼顾;常见的三种晶型TiO2中,锐钛矿型TiO2的效果最好,OPV-P25型TiO2次之,金红石型TiO2最差;酸性条件更有利于BPA和Cr(Ⅵ)的同步去除,碱性会明显抑制体系的污染物去除效果;在复杂的背景水质条件下,该体系仍具有较高的污染物同步去除效果;除了双酚A以外,其他多种常见的有机微污染物如对乙酰氨基酚和四环素等与Cr(Ⅵ)溶液混合后均可实现有机物和Cr(Ⅵ)的高效同步去除。(3)通过动力学分析、吸附性与催化反应速率的相关性评价、稳态荧光光谱、原位电化学表征以及化学淬灭实验等表征分析手段,深入解析了可见光驱动TiO2同步去除有机微污染物和重金属六价铬的催化反应机理,具体反应过程为:在可见光的驱动下,吸附在TiO2上的有机物分子与TiO2之间发生电荷转移,产生光生电子并由有机物传递至TiO2导带,Cr(Ⅵ)作为电子捕获剂可迅速接收TiO2导带传递的电子进而被还原成Cr(Ⅲ),同时还可显着加速有机物分子与TiO2之间的电荷转移效率,最终实现了可见光驱动下的有机物和Cr(Ⅵ)的协同高效去除。

王童[4](2021)在《MXene衍生TiO2@C/g-C3N4复合材料光催化激活过氧化氢去除烟气中NO的研究》文中提出光催化技术作为环境友好型技术,成为了处理氮氧化物研究的热点。但目前光催化技术大多应用于低浓度(ppb)氮氧化物的处理,而对工业中高浓度(ppm)氮氧化物处理能力有限。光催化与过氧化氢氧化有机结合,协同处理工业中的氮氧化物,具有一定的现实意义。本论文研究制备了不同形貌的MXene衍生TiO2@C/g-C3N4复合光催化剂,结合多种表征手段,系统分析了材料的形貌结构、化学组成、能带结构、光吸收性能、光生载流子分离效率和光催化激活过氧化氢去除NO的性能和机理。具体的研究内容和研究结果如下。1.MXene衍生TiO2@C/g-C3N4复合粉体的制备及性能研究通过简单的一步煅烧法制备了TiO2@C/g-C3N4复合粉体材料,并将其用于光催化激活过氧化氢去除NO的研究。研究发现TiO2@C/g-C3N4复合粉体具有良好的催化性能,光催化激活过氧化氢去除NO的效率高达94%,五次循环后其效率仍接近80%,具有良好的循环稳定性。通过对TiO2@C/g-C3N4复合粉体的光吸收性能和能带结构分析,发现其光催化活性增强的原因归因于TiO2与g-C3N4 Z型异质结的形成。通过对自由基的检测,发现羟基自由基和超氧自由基在光催化激活过氧化氢去除NO过程中起到了重要作用。基于上述分析,提出了TiO2@C/g-C3N4的光催化激活过氧化氢去除NO的机理。2.MXene衍生TiO2@C/g-C3N4复合气凝胶的制备及性能研究通过冰模板法和煅烧法合成三维网状的TiO2@C/g-C3N4气凝胶材料,并将其用于光催化激活过氧化氢去除NO的研究。研究发现TiO2@C/g-C3N4气凝胶光催化激活过氧化氢去除NO的效率优异,与合成的TiO2@C/g-C3N4复合粉体相比,在催化剂的使用量只有50%时,去除效率仍高达90.7%。TiO2@C/g-C3N4气凝胶在保持其完好的三维结构的情况下具有良好的循环稳定性,三次循环后NO去除效率仍高于80%。通过对TiO2@C/g-C3N4气凝胶材料的能带结构、光生载流子分离行为以及自由基检测,发现羟基自由基和超氧自由基在光催化过程中起到了重要作用。基于上述分析,提出了TiO2@C/g-C3N4气凝胶光催化激活过氧化氢去除NO的机理。

翟蔚然[5](2021)在《纳米TiO2的改性及其对As(Ⅲ)光催化氧化吸附特性的研究》文中指出随着含砷矿产资源的开发与利用,大量砷被释放进入环境,砷污染已成为生态环境安全的重大威胁。在水环境中,三价砷(As(III))比五价砷(As(V))更具毒性和流动性,如何有效的脱除水体中的砷是人们关注的焦点,将纳米光敏半导体材料用于吸附水体中砷离子已成为研究热点及前沿课题。本论文围绕课题组提出的纳米TiO2-x光催化氧化吸附水体中的As(III)思路,以不同二氧化钛为原料,氢气气氛下对其进行表面改性,系统研究了氢化处理温度、载气流速、还原气氛等对改性样品理化性质的影响;从中挑选出较为有效的改性样品作为光催化氧化吸附剂,通过间断式吸附实验,研究纳米TiO2-x材料对砷离子的吸附等温线和吸附动力学,并考察了含砷溶液p H值、含砷溶液温度、氢化处理温度以及投放量对TiO2-x光催化氧化吸附As(Ⅲ)的影响。主要取得以下研究结果:(1)对P25型二氧化钛进行了快速氢化处理改性。当氢化处理温度为900℃以上时,改性样品的物相从TiO2相逐渐向Magnéli phase相转变;晶粒尺寸随氢化处理温度的增加从10~30 nm增大至1~2μm,且样品形貌从圆形向不规则型转变;比表面积则随之减小。与原料P25型二氧化钛相比,改性P25均表现出增强的可见光响应,禁带宽度也随氢化处理温度的增加从2.797 e V减小到2.478 e V。600℃下氢化后所得样品的氧空位相对浓度为42.1%,900℃下所得样品的氧空位相对浓度为51.7%。(2)以偏钛酸为原料时,偏钛酸的脱水行为受气氛的影响明显。偏钛酸在含氧气氛下先快速脱水,后缓慢脱水至反应完成,而在无氧气氛下(氩气和氮气)则以缓慢的速度进行脱水。利用无模函数法和有模函数法进行动力学计算后发现:偏钛酸的脱水行为在空气气氛下符合Avrami-Erofeev方程,受晶核的形成和生长控制;而无氧的气氛下符合幂函数法则,反应机理为一维相边界反应。(3)对大比表面积的纳米二氧化钛原料进行了快速氢化处理改性。不同的氢化处理温度对改性样品的物相和形貌没有明显影响。氢化处理温度为600℃时,改性样品的粒径及比表面积与载气流速呈反比,当载气流速增加到4 L/min时,改性样品的比表面积由原料的262.50 m2/g减小到220.27 m2/g;且比表面积随加热区间的缩短而下降。当载气流速同为4 L/min时,改性样品的比表面积随氢化处理温度的增加而减小。比表面积还随氢气含量的减少而减小。与原料TiO2相比,改性TiO2同样表现出增强的可见光响应,禁带宽度从3.027 e V减小到2.977 e V。改性后所得样品的氧空位相对含量在纯氢气气氛下最高为41.4%。(4)TiO2-x材料吸附砷离子实验表明:当在室温下,p H值为3时,对As(Ⅴ)的吸附效率最高,吸附容量可达24 mg/g;而可见光条件下对As(Ⅲ)的吸附效率最佳,吸附容量可达32.6 mg/g。TiO2-x样品光催化氧化效率随氢化处理温度的升高而降低。含砷溶液的初始浓度越大,吸附的绝对量越多,在一定的浓度范围内,TiO2-x的光催化氧化吸附效果随着TiO2-x纳米粒子投放量的增加而增强。当有可见光参与光催化反应时,TiO2-x样品在p H为3条件下的光催化氧化As(III)率与在同等条件下二氧化钛的光催化氧化As(III)率相比增加了约63%。Langmuir模型描述As(V)和As(III)-有光系统的吸附行为,Freundlich模型更适合As(III)-无光系统下的吸附行为。在没有光参与的反应中,改变溶液体系的酸碱性可以对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)进行有效脱附。其中,对As(Ⅲ)的脱附率可达96%,对As(Ⅴ)的脱附率可达61%。

周扬[6](2021)在《典型有机砷类污染物的高级氧化去除及协同增效机制》文中提出砷类、酚类等有机物污染物具有难降解和高毒性等特点,严重影响地球的生态环境和生物体。现阶段的水处理技术存在成本高、活性低和容易造成二次污染等问题。在此,本文旨在通过ROX促进TiO2光催化和BaTiO3压电催化技术对难降解有机污染物进行高效、无二次污染的去除。其一,提出并实验验证了ROX对典型酚类污染物(即4-CP、phenol和BPA)光化学降解的原位促进作用,该效应是通过具有外延{101}/{001}晶面形状和结构的TiO2SCs实现的。ROX快速吸附并分解为TiO2表面的无机砷,释放的砷被强烈吸附以精细调控TiO2表面化学特性,从而大大减少了二次污染。通过ROX分解对TiO2表面化学和自由基形态的精细调控,其·OH介导的光化学活性显着改善了人工和真实水基质中污染物的降解。在pH值3.0-7.0范围内,ROX促进了{101}/{001}-TiO2的光化学酚类污染物降解,高促进因子为3.0-4.5。其二,TiO2为前驱体水热合成BaTiO3压电催化可以降解ROX,ROX降解释放产生的无机砷可以吸附于催化剂表面,形成Ti-As键,避免了二次污染问题,实现了一步完成“氧化+吸附”的过程。在pH=5.0时,BaTiO3压电催化在3.0 h内可以完全降解ROX,并可以同样高效的降解其他有机砷化合物阿散酸和酚类污染物,表现出优于传统高级氧化方法的良好活性,BaTiO3压电催化为高级氧化技术的发展提供了一种新的可能方法。

张顾平,王贝贝,周舟,陈冬赟,路建美[7](2021)在《半导体材料在光催化低浓度氮氧化物的研究进展》文中提出氮氧化物(NOx)是一类有害的空气污染物,会引发酸雨、雾霾、光化学烟雾等严重的环境问题。目前,如何有效地去除空气中低浓度的NOx (十亿分之一)是研究的热点和难点。半导体光催化氧化法可以将空气中低浓度NOx氧化成无毒的硝酸盐,是一种经济有效的净化技术之一。本文主要围绕二氧化钛(TiO2),氮化碳(gC3N4)和Bi系三类半导体光催化材料,对近年来包括本课题组在内的国内外对光催化去除低浓度NOx研究进行了简要概述。其中,通过代表性的工作介绍了贵金属沉积、元素掺杂、构建异质结和表面空位缺陷工程等改性策略,以提高半导体材料在去除低浓度NOx的光催化活性和性能。此外,对半导体材料在光净化低浓度NOx的未来发展进行了展望,以期待为高性能半导体光催化剂的理性设计和制备以及催化机理的探索等方面的研究提供思路。

张金辉[8](2020)在《TiO2/金属有机骨架纳米复合材料制备及其光催化氧化挥发性有机物性能研究》文中提出挥发性有机物(VOCs)作为臭氧、光化学烟雾和PM2.5的重要前驱物严重危害自然生态环境和人体健康,因此对其的治理刻不容缓。光催化氧化技术可在常温常压下将有毒有害的VOCs转化为无害的CO2和H2O,被认为是一种绿色可行的VOCs处理技术。针对光催化降解VOCs技术,开发稳定高效的光催化材料是关键。TiO2材料因优异的光催化活性、安全无毒且廉价易得而被广泛应用于大气污染控制和水污染治理领域。金属有机骨架材料(MOFs)因具有较大比表面积、可调控孔结构、宽光谱响应及高吸附能力而受到研究者的广泛关注。鉴于此,本研究以TiO2-MOFs复合材料光催化氧化VOCs为反应体系,并探究MOFs在VOCs光催化氧化中的潜在应用。主要研究内容和结论如下:(1)通过溶剂蒸发法制备了一系列不同TiO2和UiO-66-NH2质量比例的TiO2-UiO-66-NH2复合材料于紫外光条件下光催化氧化甲苯和乙醛。结果表明,TiO2-UiO-66-NH2复合材料在动态体系中经过720 min光照后对甲苯和乙醛的去除率优于纯UiO-66-NH2、TiO2和其它TiO2基多孔材料。其中75TiO2-25UN复合材料具有最高的光催化活性和CO2选择性。75TiO2-25UN复合材料的甲苯(72.7%)和乙醛(70.74%)转化率分别是纯UiO-66-NH2的9.7倍和10.5倍。此外,75TiO2-25UN复合材料对甲苯和乙醛的CO2产率分别是纯UiO-66-NH2的21.1倍和14.3倍。N2吸附-脱附和SEM结果表明复合材料较高的比表面积利于TiO2的分散及活性位点与VOCs的充分接触。光电化学性质表明光生载流子可在复合材料界面进行有效的分离和转移。同时由于有效的电荷转移及富氧条件,使得复合材料具有优异的抗积碳失活性能。基于自由基捕获剂实验提出了VOCs氧化的可能机制,指出超氧自由基(·O2-)和空穴(h+)是氧化甲苯的主要活性物种。(2)采用原位溶剂热法制备了具有紧密界面接触的TiO2@UiO-66复合材料,并于紫外光下用于甲苯、甲醛和罗丹明B(Rh B)的去除。相较于TiO2、UiO-66以及机械研磨法和溶剂蒸发法制备的TiO2-UiO-66,原位溶剂热法制备的TiO2@UiO-66在长时间动态体系下对甲苯氧化为CO2具有优异的光催化活性。最佳比例的复合材料4TiO2@U对甲苯具有最高的降解率(66.59%)和CO2生成量(103.92 ppm),其转化率和CO2生成量分别是纯UiO-66的3.27倍和4.10倍及纯TiO2的1.81倍和1.67倍。复合材料具有优异光催化活性主要源于以下两个方面:1)复合材料中TiO2与UiO-66之间匹配的能带结构和紧密的接触界面,可以有效地分离和转移光生载流子;2)复合材料中UiO-66与TiO2的协同作用不仅可以促进甲苯的吸附和CO2的解吸,还可以为光催化反应提供足够的活性位点。4TiO2@U经72 h连续流光照降解甲醛后,其转化率仍高于83%,且并未现降低的趋势。对于Rh B,其在4TiO2@U上的降解速率常数分别是TiO2和UiO-66的1.82和8.63倍。活性物种捕获实验表明·O2-和h+是甲苯降解的主要活性物种。同时,通过原位红外得知甲苯被活性物种氧化为苯甲醛和苯甲酸,然后进一步被氧化为草酸,最后彻底矿化为无害的CO2和H2O。(3)通过双溶剂法耦合溶剂蒸发法制备了类三明治结构Pt@MIL-101/TiO2材料于长时间动态体系用于单组分和双组分VOCs(甲苯和乙醛)的光催化氧化。相比于MIL-101、TiO2、Pt@MIL-101及MIL-101/TiO2,Pt@MIL-101/TiO2复合材料在紫外光下降解甲苯具有优异的光催化活性。同时,Pt@MIL-101/TiO2对乙醛也具有良好的光催化活性(75.30%)和CO2选择性(76.34%)。此外,相较于甲苯或乙醛的单一污染物,Pt@MIL-101/TiO2材料在保持乙醛高去除率的同时显着提高了甲苯的降解率,其对甲苯和乙醛的去除率分别是64.63%和68.13%。在双组分污染体系,该材料对甲苯的去除率分别是Pt@MIL-101、MIL-101/TiO2和MIL-101/Pt/TiO2的3.28、1.44和1.64倍;该材料对乙醛的转化率分别是Pt@MIL-101、MIL-101/TiO2和MIL-101/Pt/TiO2的2.03、1.32和1.37倍。Pt@MIL-101/TiO2材料具有优异的光催化活性主要归为以下两个方面:1)类三明治结构利于电子-空穴的空间定向分离和转移;2)甲苯和乙醛的亲疏水性和偶极矩显着不同,促使甲苯和乙醛分别利用h+和·O2-达到同步降解的目的。

邱健豪[9](2020)在《基于MOFs或纤维素复合光催化材料的设计及Cr(Ⅵ)还原性能研究》文中提出近年来,随着现代工业的飞速发展,致使大量含有重金属离子污水的排放,造成了严重的土壤和水污染。重金属离子污染不利于林木等植物的生长发育,并会通过食物链的富集作用传到动物和人体内,对整个生态系统产生了严重威胁。重金属离子污染的一般去除方法是生物质炭吸附,考虑到光催化治理重金属与植物的光合作用可共同利用太阳光,无需提供额外的驱动力。因此,该方法绿色、经济且可持续,可以作为生物质炭吸附的补充或替代,对污水的治理具备极大的应用潜力。然而传统无机半导体光催化材料存在比表面积小、结构和带隙能难以调控以及光吸收效率低等问题,限制了其在光催化领域的进一步发展。因此,寻找一些新颖的、稳定高效且具有一定功能性的半有机或有机材料来改性或替换无机半导体材料能够为光催化技术的发展增添新的活力,甚至带来具有突破性的发展机遇。本论文着重研究了金属有机骨架材料(MOFs)和纤维素改性或替换传统半导体材料在光催化反应中的表现,充分利用了MOFs高比表面积、配位不饱和的金属中心位点、确定的类半导体结构、可控的带隙能以及纤维素丰富的含氧基团、相互缠绕的细长纤维结构、理想生物质炭材料的前驱体、良好的机械性能等优势构建了一系列高效光催化Cr(Ⅵ)还原体系,并提出了不同的反应机理模型,为设计开发新型高效复合光催化剂用于破坏林木生长的污水治理提供了一定的理论基础和指导思想。主要研究内容和成果如下:(1)利用Cd0.5Zn0.5S和ZIF-8相反的表面带电性质,通过静电自组装的方法合成了Cd0.5Zn0.5S@ZIF-8复合光催化材料,提出并证明了Cd0.5Zn0.5S和ZIF-8界面之间形成了新的S-Zn键,该键合作用使得他们紧密地结合在一起、Cd0.5Zn0.5S纳米颗粒较为分散且稳定地负载在ZIF-8表面上,并为光生电子传输到反应物表面提供了通道,最终致使光生电子-空穴对的高效分离和电子的高效传输。该复合材料对可见光下的光催化Cr(Ⅵ)还原表现出超高的活性。(2)通过沉积-光还原法制备了MIL-125-NH2@Ag/AgCl复合光催化材料,MIL-125-NH2不仅可以被可见光激发还可以有效地抑制Ag/AgCl的团聚并提供较大的比表面积,Ag/AgCl可以增强复合材料的光吸收并减缓光生电子-空穴对的复合。得益于复合材料自身的优势和光催化氧化-还原反应之间的协同效应,该复合材料能够在可见光下极其高效地同时去除Cr(Ⅵ)/RhB/MG三体系混合污染物。(3)通过后合成法制备了一系列的M/Zr-MOFs(M=Au、Pt,Zr-MOFs=UiO-66-NH2、UiO-66)。对于光催化Cr(Ⅵ)还原反应,相对于纯的Zr-MOFs,Au或Pt的负载都促进反应的进行。不同的是,对于光催化芳香醇氧化反应,Pt负载抑制该反应的进行而Au负载促进。分析结果表明,负载在Zr-MOFs上的Pt纳米粒子暴露出了大量的(200)晶面。光催化Cr(Ⅵ)还原和芳香醇氧化反应的主要活性物种分别为光生电子和·O2-。Pt(200)晶面的存在并不影响光生电子的产生和传输,但却不利于·O2-的产生,由此解释了Pt/Zr-MOFs对于光催化Cr(Ⅵ)还原和芳香醇氧化不同反应结果的出现。(4)通过后合成法制备了一系列的Pt或Au纳米粒子负载的MIL-125-NH2及MIL-125。对于苯甲醇氧化反应,Pt负载的MIL-125-NH2性能明显优于Au负载的MIL-125-NH2及纯的MIL-125-NH2,表明较大的功函数(Pt,更高效的电子传输)对反应的促进效果明显,而表面等离子体共振效应的存在(Au,更强的光吸收)对反应的促进效果极其微弱,前提是载体本身可以吸收入射光。MIL-125对入射光响应很差,因此Pt、Au纳米粒子的负载对其促进效应都很小。与此同时,Pt/MIL-125-NH2依然能够高效光催化还原Cr(Ⅵ)。(5)巧妙地构建了独特的三维网状纳米纤维素(CNFs)/ZnIn2S4复合光催化材料,利用TEMPO-CNFs中COO-与ZnIn2S4中Zn2+之间的离子相互作用引导ZnIn2S4片层沿着CNFs生长,最终形成了三维网状结构。该结构有利于光的穿透和散射,加强了对可见光的吸收。因此,高效的光捕获、充分暴露的活性位点、缩短的电荷传输距离以及优异的亲水性共同导致了其光催化Cr(Ⅵ)还原性能的显着提升。(6)通过简单的一锅水热法制备了由CNFs热解的碳量子点(CQDs)改性的TiO2,并进一步将合成的CQDs/TiO2粉末以细菌纤维素为基底成型为易于回收的膜和气凝胶。得益于CQDs的上转换发光特性和良好的导电性,CQDs/TiO2膜和气凝胶能够有效捕获可见光并且促进光生电子的高效传输,致使其在可见光照射下表现出极为突出的光催化Cr(Ⅵ)还原和RhB降解活性,该活性明显优于TiO2和P25粉末。此外,CQDs/TiO2膜和气凝胶还具备极好的循环性和稳定性。

曾庆龙[10](2020)在《TiO2基光催化材料的性能优化及其降解挥发性有机物研究》文中提出随着工业的发展和化石能源的燃烧,大量VOCs(挥发性有机化合物)被排放进了大气中,VOCs的存在对环境和人们的健康都有很大的危害。在众多消除VOCs的方法中,光催化技术一直备受关注,这是由于其具有深度矿化净化、直接利用太阳光和环境友好等特点。因此,VOCs在大气中的存在已经激起了众多关于高效光催化剂的研究和开发工作。在众多光催化剂中,TiO2由于具有价格低廉、无毒、含量丰富和稳定好等优点,是一种消除VOCs的理想光催化剂。然而,TiO2尽管具有这么多的优点,但当将它用于气相光催化的时候,仍然会存在很多的问题。一方面,TiO2对VOCs的降解效率不够高,这主要是由于其光吸收范围窄、光生电子空穴对复合快和较差的吸附性能。另一方面,TiO2降解VOCs的一些光催化过程和机理尚不清楚,例如活性自由基的作用、光热效应和气相分子吸附对光催化的影响。因此,有必要合成高效的TiO2光催化剂并研究其光催化降解VOCs的过程和机理。此外,乙醛和邻二甲苯作为两种典型的挥发性有机化合物,广泛存在于我们的生活环境中。基于上述考虑,我们设计合成了高效的TiO2基光催化剂并研究了其光催化降解乙醛和邻二甲苯的过程和机理。本论文具体研究工作包括:1.等离子体增强Ag@TiO2对气相乙醛的高效光催化降解利用简单的一步水热法合成了具有优异光催化性能的Ag@TiO2复合物。一维Ag@TiO2核壳结构的形成不仅可以通过银纳米线的等离子共振效应使得光吸收增加还能使得光生电子空穴对得到有效的分离。在260 W荧光灯照射下,在很短的接触时间内(4.8 min),银纳米线含量为0.5wt%的复合样品光催化性能最优(72%),远高于纯TiO2(37%)。在长达15周的使用过程中催化剂活性保持稳定,表明其在空气净化领域具有实际应用前景。基于电子自旋共振和捕获实验提出了乙醛的降解机理,也即超氧自由基在乙醛光催化降解过程中起主要作用。Ag@TiO2复合物优异光催化性能的实现和光催化机理的深入理解能给我们提供一些关于TiO2基催化剂设计和优化的新见解。2.Ta S2/TiO2的合成及其对气相乙醛的光催化降解研究首次合成了Ta S2/P25(P25:商业TiO2)复合物来探究Ta S2的引入对气相乙醛光催化降解的影响。结果表明Ta S2主要带来两个优点,一方面,Ta S2/P25复合物的吸附性能大大提高(234.4 m L),是P25的3倍(76.4 m L);另一方面,Ta S2/P25复合物的电子空穴分离效率提高,其最大光电流密度为15.5mA/cm2,几乎是P25的4倍(4.2mA/cm2)。以上两点优势使得Ta S2/P25光催化性能优异,其对气相乙醛最优去除效率为98%,是P25的2倍(48%)。循环试验表明Ta S2/P25在6次使用之后仍能保持高效,而电子自旋共振和活性自由基淬灭实验则表明在气相乙醛降解过程中超氧自由基为决定性物种。简言之,此研究不仅开创了Ta S2在光催化领域应用的先河还证明了Ta S2在气相光催化应用中是一种优异的助催化剂。3.RGO/P25的光热转换及其对气相乙醛的光催化降解研究本研究合成了RGOP(氧化还原石墨烯/P25复合物)来探索光催化过程中增加的光吸收和光热转换的作用。结果表明与P25相比,尽管RGOP的光吸收范围和强度增加,但其实际的有效光利用却是下降的。在有效光利用、电荷传输阻力和亲水性的协同作用下,RGOP生成了更少的超氧自由基但却生成了更多的羟基自由基。捕获实验结果表明超氧自由基为光催化过程的主导自由基,而羟基自由基起次要作用。因此,与P25相比,RGOP活性自由基的变化不利于光催化性能的提升,然而由于其具有优异的吸附性能,在综合作用下,RGOP具有最好的光催化性能。简言之,RGOP优异的光催化性能来源于其强的吸附能力而与活性自由基无关(·O2-,·OH)。4.乙醛和邻二甲苯吸附对TiO2能带及自由基生成的影响本研究首次揭示了两种典型VOCs吸附是如何影响P型金红石相TiO2的能带弯曲程度,进而影响活性自由基的生成,这提供了关于深入理解异相反应的新见解。吸附构型的理论计算和Zeta电位测试共同表明邻二甲苯吸附在TiO2表面时表现为受体分子,电子倾向于从TiO2流向邻二甲苯分子;相反地,乙醛则为给体分子。TiO2与气相分子(邻二甲苯和乙醛)之间不同的电荷转移情况导致了不同的能带弯曲程度。邻二甲苯吸附使得TiO2本就向下弯曲的能带的弯曲程度减轻,而乙醛吸附则加深了这种弯曲程度。能带结构的改变对电子和空穴达到TiO2表面的概率有所影响,从而对活性自由基的生成产生影响。测试表明邻二甲苯吸附使得羟基自由基增多,而乙醛吸附则会生成更少的羟基自由基。结果便是羟基自由基在邻二甲苯降解过程中起主导作用,而乙醛的光催化降解则由超氧自由基主导。

二、水汽对TiO_2上CO光催化氧化反应的影响(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、水汽对TiO_2上CO光催化氧化反应的影响(论文提纲范文)

(1)表面改性对二氧化钛基催化剂光催化降解甲胺性能的影响(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 恶臭物质的来源与危害
        1.1.2 常见的恶臭物质
        1.1.3 甲胺类恶臭的污染
    1.2 甲胺类恶臭的治理方法
        1.2.1 生物法
        1.2.2 吸附法
        1.2.3 等离子体技术
        1.2.4 化学吸收法
    1.3 光催化氧化技术
        1.3.1 光催化降解甲胺的原理
        1.3.2 光催化降解甲胺的研究进展
        1.3.3 TiO_2基光催化剂改性策略
    1.4 课题来源
    1.5 研究目标和内容
2 实验材料、装置与分析方法
    2.1 试剂和仪器
    2.2 催化剂表征方法
        2.2.1 X射线衍射(XRD)
        2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.2.4 紫外可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)
        2.2.5 比表面积-孔结构测定(BET-BJH)
        2.2.6 漫反射傅立叶变换红外光谱(DRIFTS)
        2.2.7 傅立叶变换红外光谱(FT-IR)
        2.2.8 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.9 光致荧光光谱(PL)
        2.2.10 光电化学性能测试
        2.2.11 气相色谱-质谱联用(GC-MS)
    2.3 实验装置和活性测试
        2.3.1 活性测试
        2.3.2 吸附性能测试
        2.3.3 仪器条件
3 表面酸碱改性对TiO_2光催化降解甲胺性能的影响
    3.1 实验过程
        3.1.1 实验试剂与仪器
        3.1.2 材料表征手段
        3.1.3 催化剂制备和负载
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 晶相分析
        3.2.2 吸附性能分析
        3.2.3 光吸收范围分析
        3.2.4 光生电荷复合情况分析
        3.2.5 活性自由基分析
        3.2.6 光催化活性评价
        3.2.7 红外光谱分析
    3.3 本章小结
4 纳米管状TiO_2光催化降解甲胺的研究
    4.1 实验过程
        4.1.1 实验试剂与仪器
        4.1.2 材料表征手段
        4.1.3 催化剂制备
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 微观形貌与晶相结构分析
        4.2.2 吸附性能分析
        4.2.3 光吸收范围分析
        4.2.4 光生电荷复合情况分析
        4.2.5 活性自由基分析
        4.2.6 光催化性能评价
        4.2.7 反应前后催化剂表面基团分析
        4.2.8 水汽对TNTs-350 降解甲胺的影响
    4.3 本章小结
5 Pt负载钛纳米管光催化降解甲胺的研究
    5.1 实验过程
        5.1.1 实验试剂与仪器
        5.1.2 材料表征手段
        5.1.3 催化剂制备
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 光催化性能评价
        5.2.2 形貌与晶相结构
        5.2.3 表面元素分析
        5.2.4 吸附性能分析
        5.2.5 光吸收范围分析
        5.2.6 光生电荷复合情况分析
        5.2.7 活性自由基分析
        5.2.8 0.5%Pt Clx/TNTs光催化氧化甲胺性能增强的机理讨论
        5.2.9 稳定性和产物分析
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要研究结论
    6.2 展望
参考文献
作者简介

(2)CuO/TiO2异质结复合催化剂的可控合成及其在光催化氧化甲醇制备甲酸甲酯反应的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 引言
    1.1 甲醇制备甲酸甲酯的发展史
    1.2 甲酸甲酯的概述
        1.2.1 性质及用途
        1.2.2 国外情况
        1.2.3 国内情况
    1.3 甲酸甲酯的合成方法
        1.3.1 直接酯化法
        1.3.2 甲醇羰基化法
        1.3.3 甲醇气相脱氢法
        1.3.4 甲醇氧化脱氢法
        1.3.5 甲醇液相脱氢法
        1.3.6 甲醛的二聚法
        1.3.7 合成气直接合成法
        1.3.8 二氧化碳与甲醇加氢缩合法
    1.4 甲醇光催化氧化法
    1.5 二氧化钛及二氧化钛纳米管光催化氧化技术的发展现状
        1.5.1 TiO_2的光催化背景
        1.5.2 二氧化钛性质及光催化机理
        1.5.3 TiO_2光催化剂目前的应用现状
        1.5.4 TiO_2异质结构筑及协同作用
        1.5.5 二氧化钛纳米管的合成方法
        1.5.6 锐钛矿TiO_2晶面背景介绍
        1.5.7 锐钛矿TiO_2晶面协同效应
    1.6 构筑CuO/TiO_2异质结复合催化剂
2 实验部分
    2.1 实验仪器
    2.2 实验试剂
    2.3 催化剂制备
        2.3.1 TiO_2纺锤体的制备
        2.3.2 TiO_2纳米管的制备
        2.3.3 CuO/TiO_2异质结复合催化剂的制备
    2.4 催化剂的表征
        2.4.1 X射线粉末衍射分析(XRD)
        2.4.2 紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis DRS)
        2.4.3 傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)
        2.4.4 透射电子显微镜分析(TEM)
        2.4.5 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.4.6 能量色散X射线光谱分析(EDS)
        2.4.7 荧光光谱(PL)
    2.5 催化反应
    2.6 计算形成率、AQE和 TOF的计算方法
3 CuO/TiO_2纺锤体异质结复合催化剂的构筑及光催化氧化甲醇制备甲酸甲酯反应性能的研究
    3.1 前言
    3.2 TiO_2和CuO/TiO_2复合催化剂
        3.2.1 X射线衍射(XRD)
        3.2.2 透射电镜分析(TEM)
        3.2.3 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)分析
        3.2.4 荧光发射光谱(Photoluminescence Spectre)
        3.2.5 拉曼光谱(Raman)
        3.2.6 X射线电子能谱(XPS)
        3.2.7 电子顺磁共振能谱(EPR)
    3.3 CuO/TiO_2纺锤体复合催化剂催化性能测试的分析
    3.4 CuO/TiO_2光催化氧化甲醇制备甲酸甲酯反应机理
    3.5 小结
4 CuO/TiO_2纳米管复合催化剂的可控合成及光催化氧化甲醇制备甲酸甲酯研究
    4.1 引言
    4.2 CuO/TiO_2光催化剂的合成与表征
        4.2.1 TiO_2和CuO/TiO_2纳米复合材料的XRD图
        4.2.2 CuO/TiO_2纳米复合材料的TEM图像
        4.2.3 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)分析
        4.2.4 荧光发射光谱(Photoluminescence Spectre)
        4.2.5 X射线电子能谱(XPS)
    4.3 CuO/TiO_2纳米管复合催化剂催化性能测试的分析
    4.4 CuO/TiO_2光催化氧化甲醇制备甲酸甲酯反应稳定性
    4.5 CuO/TiO_2光催化氧化甲醇制备甲酸甲酯反应机理
    4.6 小结
5 结论
6 展望
致谢
参考文献
作者简介

(3)可见光驱动TiO2同步去除有机微污染物和六价铬的机理研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 有机微污染物及六价铬的常见治理方法
        1.2.1 有机微污染物的治理方法概述
        1.2.2 六价铬的治理方法概述
    1.3 光催化氧化还原技术
        1.3.1 光催化氧化还原法的理论基础
        1.3.2 光催化氧化还原法的实际应用
    1.4 光催化剂TiO_2 的概述
        1.4.1 TiO_2 的结构特性
        1.4.2 TiO_2催化体系存在的问题
        1.4.3 增强TiO_2光催化活性的方法
    1.5 研究目的与内容
        1.5.1 研究目的和意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 技术路线
2 材料与方法
    2.1 实验药品与仪器设备
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 可见光驱动TiO_2去除污染物的主体实验
    2.3 发光细菌急性毒性试验
    2.4 分析方法
        2.4.1 有机微污染物浓度分析
        2.4.2 DPC法测量Cr(Ⅵ)的浓度
        2.4.3 荧光光谱的检测方法
        2.4.4 电化学表征的方法
        2.4.5 总有机碳的测定
3 TiO_2/Vis体系同步处理有机微污染物和Cr(Ⅵ)
    3.1 可见光下TiO_2去除BPA和 Cr(Ⅵ)的性能
        3.1.1 去除效果研究
        3.1.2 生物毒性研究
    3.2 反应条件对TiO_2/Vis体系去除BPA和 Cr(Ⅵ)的影响
        3.2.1 初始BPA浓度的影响
        3.2.2 TiO_2晶体结构的影响
        3.2.3 TiO_2投加量的影响
        3.2.4 初始pH的影响
        3.2.5 常见无机阴离子的影响
        3.2.6 光照条件的影响
        3.2.7 有机物种类的影响
        3.2.8 背景水质的影响
    3.3 TiO_2循环次数稳定性实验
    3.4 本章小结
4 TiO_2/Vis体系同时去除有机微污染物和Cr(Ⅵ)的机理分析
    4.1 光催化氧化还原反应的动力学研究
    4.2 催化剂的吸附性研究
    4.3 激发电子的迁移性研究
    4.4 Cr(Ⅵ)的还原途径分析
    4.5 BPA的氧化途径分析
    4.6 TiO_2/Vis体系的作用机理
    4.7 本章小结
5 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士期间的研究成果

(4)MXene衍生TiO2@C/g-C3N4复合材料光催化激活过氧化氢去除烟气中NO的研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氮氧化物污染现状及处理技术
        1.2.1 氮氧化物的来源
        1.2.2 氮氧化物的危害
        1.2.3 氮氧化物的处理技术
    1.3 石墨相氮化碳研究概况
        1.3.1 石墨相氮化碳的结构和性质
        1.3.2 石墨相氮化碳的改性
    1.4 MXene研究概况
        1.4.1 MXene的结构和性质
        1.4.2 MXene的制备方法
        1.4.3 MXene衍生TiO_2@C研究进展
    1.5 课题的选题依据与主要内容
        1.5.1 选题依据
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 关键科学问题
        1.5.4 技术路线
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 光催化表征测试
        2.2.1 透射电子显微镜和扫描电子显微镜
        2.2.2 X射线衍射
        2.2.3 氮气物理吸附脱附
        2.2.4 傅立叶变换红外光谱
        2.2.5 X射线光电子能谱
        2.2.6 紫外可见漫反射
        2.2.7 光电化学性能测试
        2.2.8 电子顺磁共振
        2.2.9 离子色谱
第三章 MXene衍生TiO_2@C/g-C_3N_4复合粉体的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 光催化剂的制备
        3.2.1 g-C_3N_4 催化剂的制备
        3.2.2 TiO_2@C/g-C_3N_4 异质结催化剂的制备
    3.3 光催化NO测试
    3.4 结果和讨论
        3.4.1 TiO_2@C/g-C_3N_4 材料性能研究
        3.4.2 TiO_2@C/g-C_3N_4 的光催化性能测试
        3.4.3 TiO_2@C/g-C_3N_4 的光催化机理
    3.5 本章小结
第四章 MXene衍生TiO_2@C/g-C_3N_4复合气凝胶的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 光催化剂的制备与光催化氮氧化物测试
        4.2.1 g-C_3N_4 催化剂的制备
        4.2.2 g-C_3N_4 纳米片的制备
        4.2.3 Ti3C2 纳米片的制备
        4.2.4 TiO_2@C/g-C_3N_4 复合气凝胶的制备
        4.2.5 TiO_2@C气凝胶的制备
        4.2.6 煅烧处理的g-C_3N_4 纳米片的制备
        4.2.7 光催化NO测试
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 TiO_2@C/g-C_3N_4 气凝胶的材料性能研究
        4.3.2 TiO_2@C/g-C_3N_4 气凝胶的光催化性能测试
        4.3.3 TiO_2@C/g-C_3N_4 气凝胶的光催化机理
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢

(5)纳米TiO2的改性及其对As(Ⅲ)光催化氧化吸附特性的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 钛化合物概述
    1.3 二氧化钛的结构、制备与改性
        1.3.1 二氧化钛的结构特征
        1.3.2 二氧化钛的制备方法
        1.3.3 二氧化钛的改性手段
    1.4 二氧化钛光催化氧化技术在各领域的应用
        1.4.1 用作传感器
        1.4.2 用于净化空气
        1.4.3 用于抗菌
        1.4.4 用于造纸方面
        1.4.5 用于废水处理
    1.5 课题提出与研究内容
第二章 改性P25 的制备与表征
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验原料与设备
        2.1.2 改性P25 的制备
        2.1.3 样品的表征
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 X射线衍射晶相分析
        2.2.2 形貌分析
        2.2.3 比表面积分析
        2.2.4 紫外可见光吸收光谱分析
        2.2.5 X射线光电子能谱分析
    2.3 本章小结
第三章 改性纳米二氧化钛的制备与表征
    3.1 前言
    3.2 偏钛酸在不同气氛下的脱水动力学研究
        3.3.1 实验部分
        3.3.2 偏钛酸脱水行为热分析
        3.3.3 偏钛酸脱水行为动力学分析
    3.3 以偏钛酸(锐钛矿型)为原料制备TIO_(2-X)实验
    3.4 大比表面积纳米二氧化钛改性实验
        3.4.1 实验原料与设备
        3.4.2 改性大比表面积纳米二氧化钛的制备
        3.4.3 样品的表征
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 X射线衍射晶相分析
        3.5.2 形貌分析
        3.5.3 比表面积分析
        3.5.4 紫外可见光吸收光谱分析
        3.5.5 X射线光电子能谱分析
    3.6 本章小结
第四章 改性纳米二氧化钛的光催化氧化吸附特性探究
    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 实验方法与步骤
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 含砷溶液pH值对TiO_(2-x)光催化氧化吸附特性的影响
        4.3.2 含砷溶液温度对TiO_(2-x)光催化氧化吸附特性的影响
        4.3.3 氢化处理温度对TiO_(2-x)光催化氧化吸附特性的影响
        4.3.4 含砷溶液初始浓度对Ti O_(2-x)光催化氧化吸附特性的影响
        4.3.5 投放量对TiO_(2-x)光催化氧化吸附特性的影响
        4.3.6 光催化氧化吸附特性性能对比
        4.3.7 吸附动力学
    4.4 TiO_(2-X)样品的脱附初步探索
        4.4.1 实验方法与步骤
        4.4.2 结果与讨论
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录 A
附录 B

(6)典型有机砷类污染物的高级氧化去除及协同增效机制(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外相关研究情况
        1.2.1 砷污染治理技术研究现状
        1.2.2 TiO_2介导的光催化降解研究
        1.2.3 BaTiO_3介导的压电催化降解研究
    1.3 研究目的和意义
第二章 TiO_2对不同形态砷的吸附富集特性
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 TiO_2的制备
        2.2.2 主要试剂和药品
        2.2.3 ROX和 As~(5+)的吸附实验
        2.2.4 分析方法及仪器
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 三种TiO_2的形态和结构特征
        2.3.2 反应条件对吸附活性的影响
    2.4 本章小结
第三章 有机砷促进TiO_2的光化学污染物降解
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 光化学降解实验
        3.2.2 分析方法和仪器
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 ROX促进TiO_2光化学降解实验
        3.3.2 光化学系统中的ROX转换和砷分布
        3.3.3 砷封端的表面化学和自由基形成
        3.3.4 ROX转换调控TiO_2的光化学机理
    3.4 本章小结
第四章 BaTiO_3压电催化去除砷类污染物
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 BaTiO_3的制备
        4.2.2 主要试剂和药品
        4.2.3 ROX的降解实验
        4.2.4 分析方法及仪器
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 不同前驱体BaTiO_3的形态和结构特征
        4.3.2 不同前驱体BaTiO_3对ROX的降解
        4.3.3 不同反应条件对ROX降解的影响
        4.3.4 BaTiO_3对阿散酸的降解
        4.3.5 BaTiO_3对典型酚类污染物的降解
        4.3.6 腐殖酸对ROX降解的影响
        4.3.7 常见阴离子对ROX降解的影响
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 存在的问题与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

(7)半导体材料在光催化低浓度氮氧化物的研究进展(论文提纲范文)

引言
1 光催化氧化氮氧化物的机理
2 去除低浓度NOx的半导体光催化材料
    2.1 二氧化钛(Ti O2)基材料
    2.2 氮化碳(g-C3N4)基材料
    2.3 Bi系材料
3 结论与展望

(8)TiO2/金属有机骨架纳米复合材料制备及其光催化氧化挥发性有机物性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 挥发性有机物(VOCs)概述
        1.1.1 VOCs的定义和分类
        1.1.2 VOCs的来源及危害
        1.1.3 VOCs控制技术
    1.2 光催化氧化VOCs概述
        1.2.1 光催化反应机制
        1.2.2 TiO_2基光催化材料
        1.2.3 非TiO_2基光催化材料
    1.3 金属有机骨架(MOFs)材料
        1.3.1 MOFs材料的构成
        1.3.2 MOFs材料的发展历程
        1.3.3 MOFs用于无机气体的吸附和分离
        1.3.4 MOFs用于VOCs吸附和分离
        1.3.5 贵金属@MOF材料的应用
        1.3.6 非贵金属/MOFs材料的应用
        1.3.7 MOF基材料用于VOCs的光催化氧化
    1.4 本研究的选题依据和研究内容
        1.4.1 选题依据
        1.4.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 主要试剂与仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 表征仪器
    2.2 催化剂的评价
        2.2.1 VOCs(甲苯、甲醛、乙醛)催化氧化反应
        2.2.2 RhB催化氧化反应
    2.3 表征方法
        2.3.1 X射线衍射(XRD)
        2.3.2 场发射扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.4 傅里叶转换红外光谱(FT-IR)
        2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)
        2.3.6 氮气吸附-脱附(N_2 adsorption-desorption)
        2.3.7 甲苯程序升温脱附(C_7H_8-TPD)
        2.3.8 二氧化碳程序升温脱附(CO_2-TPD)
        2.3.9 紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)
        2.3.10 原位红外光谱(in situ FTIR)
        2.3.11 光电化学性质测试
第三章 TiO_2-UiO-66-NH_2 纳米复合材料的制备及其光催化氧化VOCs性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料制备
        3.2.2 材料表征
        3.2.3 光电化学测试
        3.2.4 光催化氧化VOCs测试
        3.2.5 活性物种捕获测试
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 催化剂结构表征
        3.3.2 催化剂光学性质表征
        3.3.3 催化剂活性及稳定性评价
        3.3.4 反应机制
    3.4 本章小结
第四章 TiO_2@UiO-66 材料对VOCs的高效吸附和光催化氧化:协同效应和反应机理研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料制备
        4.2.2 材料表征
        4.2.3 光电化学测试
        4.2.4 光催化氧化VOCs测试
        4.2.5 活性物种检测
        4.2.6 原位红外测试
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 催化剂结构表征
        4.3.2 光电化学性质分析
        4.3.3 催化剂活性及稳定性评价
        4.3.4 程序升温脱附分析
        4.3.5 In situ FT-IR结果分析
        4.3.6 反应机制
    4.4 本章小结
第五章 类三明治结构Pt@MIL-101/TiO_2材料制备及其光催化氧化双组分VOCs性能研究
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 材料制备
        5.2.2 材料表征
        5.2.3 光电化学测试
        5.2.4 光催化氧化VOCs测试
        5.2.5 Zeta电位测试
        5.2.6 活性物种捕获测试
        5.2.7 活性物种检测
    5.3 结果和讨论
        5.3.1 催化剂的结构表征
        5.3.2 催化剂的光电化学性质研究
        5.3.3 催化剂活性及稳定性评价
        5.3.4 催化反应机制
    5.4 本章小结
结论与展望
    总结
    创新点
    不足与展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(9)基于MOFs或纤维素复合光催化材料的设计及Cr(Ⅵ)还原性能研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
本论文中所涉及专业名词的缩写说明
第一章 绪论
    1.1 重金属污染对林木等植物生长的危害及治理
        1.1.1 重金属污染对林木等植物生长的危害
        1.1.1.1 重金属Cd(Ⅱ)对林木等植物生长的危害
        1.1.1.2 重金属Pb(Ⅱ)对林木等植物生长的危害
        1.1.1.3 重金属Cr(Ⅵ)对林木等植物生长的危害
        1.1.2 重金属污染的治理
        1.1.2.1 生物质炭吸附
        1.1.2.2 光催化
    1.2 金属有机骨架材料改性用于光催化的研究现状
        1.2.1 纯MOF材料用于光催化
        1.2.2 MOF材料改性用于光催化
        1.2.2.1 有机配体或金属中心的修饰
        1.2.2.2 其它半导体复合
        1.2.2.3 金属纳米粒子负载
        1.2.2.4 敏化
        1.2.2.5 石墨烯修饰
        1.2.2.6 热解
    1.3 纤维素改性半导体光催化材料的研究现状
        1.3.1 纤维素作为助剂
        1.3.1.1 亲水效应
        1.3.1.2 分散效应
        1.3.1.3 形貌转变效应
        1.3.1.4 固定效应
        1.3.2 纤维素牺牲为生物模板
        1.3.2.1 空气中煅烧
        1.3.2.2 惰性气体下煅烧
        1.3.2.3 溶剂热
    1.4 立题依据、研究思路、目标及内容
        1.4.1 立题依据
        1.4.2 研究思路
        1.4.3 研究目标
        1.4.4 研究内容
第二章 实验方法
    2.1 主要试剂
    2.2 主要实验仪器
    2.3 主要表征手段
        2.3.1 X射线衍射(XRD)
        2.3.2 傅立叶红外光谱(FT-IR)
        2.3.3 比表面积分析(BET)
        2.3.4 场发射扫描电镜(SEM)
        2.3.5 能谱分析(EDX)
        2.3.6 透射电镜(TEM)
        2.3.7 X射线光电子能谱(XPS)
        2.3.8 紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)
        2.3.9 (光)电化学性能测试
第三章 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 复合光催化剂Cr(Ⅵ)还原性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料的制备
        3.2.2 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料的表征
        3.2.3 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料光催化还原Cr(Ⅵ)性能评价
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料的组成分析
        3.3.2 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料的化学结构及比表面积分析
        3.3.3 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料的微观形貌分析
        3.3.4 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料中S-Zn键的证明
        3.3.5 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料光催化Cr(Ⅵ)还原性能评估
        3.3.6 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料的光吸收性能分析
        3.3.7 S-Zn键对电子分离及传输性能的影响
        3.3.8 S-Zn键增强光催化活性的机理分析
    3.4 本章小结
第四章 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl复合光催化剂同时去除Cr(Ⅵ)/Rh B/MG性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的制备
        4.2.2 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的表征
        4.2.3 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的光催化性能评价
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的晶体结构及比表面积分析
        4.3.2 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的微观形貌分析
        4.3.3 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的元素价态分析
        4.3.4 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的光催化性能评价
        4.3.4.1 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料光催化Cr(Ⅵ)还原性能分析
        4.3.4.2 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料光催化同时去除Cr(Ⅵ)/染料混合体系污染物性能分析
        4.3.5 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的光吸收性能分析
        4.3.6 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的电子分离及传输性能测试
        4.3.7 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl光催化同时高效去除Cr(Ⅵ)/染料的机理分析
    4.4 本章小结
第五章 金属/Zr-MOFs复合光催化剂Cr(Ⅵ)还原及芳香醇氧化性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 M/Zr-MOFs材料的制备
        5.2.2 M/Zr-MOFs材料的表征
        5.2.3 M/Zr-MOFs材料的光催化性能评价
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 M/Zr-MOFs材料的组成和比表面积分析
        5.3.2 金属纳米粒子在Zr-MOFs上的负载情况分析
        5.3.3 Pt(200)晶面出现的原因分析
        5.3.4 M/Zr-MOFs材料的光催化性能评价
        5.3.4.1 M/Zr-MOFs材料光催化Cr(Ⅵ)还原性能分析
        5.3.4.2 M/Zr-MOFs材料光催化芳香醇氧化性能分析
        5.3.5 M/Zr-MOFs材料的光吸收性能分析
        5.3.6 M/Zr-MOFs材料的(光)电化学性能测试
        5.3.7 M/Zr-MOFs材料对Cr(Ⅵ)还原及芳香醇氧化不同效应的原因分析
    5.4 本章小结
第六章 金属/Ti-MOFs复合光催化剂芳香醇氧化及Cr(Ⅵ)还原性能研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 M/Ti-MOFs材料的制备
        6.2.2 M/Ti-MOFs材料的表征
        6.2.3 M/Ti-MOFs材料的光催化性能评价
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 M/Ti-MOFs材料的组成及比表面积分析
        6.3.2 金属纳米粒子在Ti-MOFs上的负载情况分析
        6.3.3 M/Ti-MOFs材料的元素价态分析
        6.3.4 M/Ti-MOFs材料的光催化性能评价
        6.3.4.1 M/Ti-MOFs材料光催化芳香醇氧化性能分析
        6.3.4.2 M/Ti-MOFs材料光催化Cr(Ⅵ)还原性能分析
        6.3.5 M/Ti-MOFs材料的光吸收性能分析
        6.3.6 M/Ti-MOFs材料的(光)电化学性能测试
        6.3.7 M/Ti-MOFs材料的光催化机理分析
    6.4 本章小结
第七章 纳米纤维素/ZnIn_2S_4复合光催化剂Cr(Ⅵ)还原性能研究
    7.1 引言
    7.2 实验部分
        7.2.1 CNFs/ZnIn_2S_4材料的制备
        7.2.2 CNFs/ZnIn_2S_4材料的表征
        7.2.3 CNFs/ZnIn_2S_4材料的光催化性能评价
    7.3 结果与讨论
        7.3.1 CNFs/ZnIn_2S_4材料的晶体结构分析
        7.3.2 CNFs/ZnIn_2S_4材料中COO~--Zn~(2+)离子连接作用的证明
        7.3.3 CNFs对 ZnIn_2S_4微观结构、亲水性能及比表面积的影响
        7.3.4 CNFs/ZnIn_2S_4材料光催化Cr(Ⅵ)还原性能评价
        7.3.5 三维网状结构对光吸收性能的影响
        7.3.6 三维网状结构对电子分离和传输的影响
        7.3.7 CNFs/ZnIn_2S_4材料的光催化机理分析
    7.4 本章小结
第八章 生物质炭/TiO_2/纤维素复合光催化膜和气凝胶Cr(Ⅵ)还原及Rh B降解性能研究
    8.1 引言
    8.2 实验部分
        8.2.1 CQDs/TiO_2 材料的制备
        8.2.2 CQDs/TiO_2 材料的表征
        8.2.3 CQDs/TiO_2 材料的光催化性能评价
    8.3 结果与讨论
        8.3.1 CQDs/TiO_2 材料的组成分析
        8.3.2 CQDs/TiO_2 材料的化学结构分析
        8.3.3 CQDs/TiO_2 纳米颗粒的微观形貌及分布
        8.3.4 CQDs/TiO_2 材料的元素价态分析
        8.3.5 CQDs对TiO_2光吸收性能的影响
        8.3.6 CQDs/TiO_2 材料的电子分离和传输性能测试
        8.3.7 CQDs/TiO_2 材料光催化Cr(Ⅵ)还原及Rh B降解性能评价
        8.3.8 CQDs对复合材料光催化性能提升的机理分析
    8.4 本章小结
第九章 结论与展望
    9.1 结论
    9.2 论文特色与创新
    9.3 展望
攻读学位期间发表的学术论文
参考文献

(10)TiO2基光催化材料的性能优化及其降解挥发性有机物研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 TiO_2光催化剂及其改性
        1.2.1 TiO_2的结构与性质
        1.2.2 TiO_2的改性
        1.2.2.1 非金属元素掺杂
        1.2.2.2 异质结的构建
        1.2.2.3 Ti~(3+)自掺杂
        1.2.2.4 金属元素掺杂/修饰
        1.2.2.5 晶面控制
    1.3 VOCs光催化降解技术研究现状
        1.3.1 吸附模型的研究
        1.3.2 反应路径和主要中间产物的确定
        1.3.3 环境参数的影响
    1.4 TiO_2 用于VOCs降解方面的研究
        1.4.1 材料和气体性质的影响
        1.4.2 缺陷和基团的作用
        1.4.3 活性物种的作用
        1.4.4 催化剂失活现象研究
    1.5 本课题的提出与研究思路
第二章 等离子体增强Ag@TiO_2对气相乙醛的高效光催化降解
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 Ag@TiO_2核壳复合物的合成
        2.2.3 样品的表征
        2.2.4 光催化性能测试
        2.2.5 捕获实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 化学成分和形貌的表征
        2.3.2 光催化性能的影响因素
        2.3.3 光催化性能研究
        2.3.4 光催化氧化机理
    2.4 本章小结
第三章 TaS_2/TiO_2的合成及其对气相乙醛的光催化降解研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 LixTaS_2的剥离和TaS_2纳米片的制备
        3.2.3 TaS_2/P25复合物的合成
        3.2.4 样品的表征
        3.2.5 光催化性能测试
        3.2.6 捕获实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 块状和剥离TaS_2的表征
        3.3.2 TaS_2/P25复合物化学成分和形貌的表征
        3.3.3 影响光催化作用的因素
        3.3.4 光催化性能研究
        3.3.5 超氧和羟基自由基的作用
    3.4 本章小结
第四章 RGO/P25的光热转换及其对气相乙醛的光催化降解研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 多层RGO/P25和石墨/P25复合物的合成
        4.2.3 样品的表征
        4.2.4 光催化性能测试
        4.2.5 光热转换测试
        4.2.6 捕获实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 化学成分和形貌的表征
        4.3.2 光吸收和光利用之间的关系
        4.3.3 复合材料的光生电子空穴对的分离特性
        4.3.4 活性自由基(·O_2~-,·OH)的形成和其作用
        4.3.5 吸附性能和其对光催化作用的影响
    4.4 本章小结
第五章 乙醛和邻二甲苯吸附对TiO_2能带及自由基生成的影响
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料
        5.2.2 金红石相TiO_2的合成
        5.2.3 样品的表征
        5.2.4 光催化性能测试
        5.2.5 理论计算
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 金红石相TiO_2的半导体类型
        5.3.2 气相污染物(邻二甲苯和乙醛)在TiO_2表面的电子转移特性
        5.3.3 邻二甲苯和乙醛吸附引起的TiO_2能带弯曲
        5.3.4 邻二甲苯和乙醛吸附对活性自由基生成的影响
    5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

四、水汽对TiO_2上CO光催化氧化反应的影响(论文参考文献)

  • [1]表面改性对二氧化钛基催化剂光催化降解甲胺性能的影响[D]. 周易. 浙江大学, 2021
  • [2]CuO/TiO2异质结复合催化剂的可控合成及其在光催化氧化甲醇制备甲酸甲酯反应的研究[D]. 张淑伟. 内蒙古农业大学, 2021(02)
  • [3]可见光驱动TiO2同步去除有机微污染物和六价铬的机理研究[D]. 孙研. 西安建筑科技大学, 2021(01)
  • [4]MXene衍生TiO2@C/g-C3N4复合材料光催化激活过氧化氢去除烟气中NO的研究[D]. 王童. 兰州大学, 2021(09)
  • [5]纳米TiO2的改性及其对As(Ⅲ)光催化氧化吸附特性的研究[D]. 翟蔚然. 昆明理工大学, 2021(01)
  • [6]典型有机砷类污染物的高级氧化去除及协同增效机制[D]. 周扬. 合肥工业大学, 2021(02)
  • [7]半导体材料在光催化低浓度氮氧化物的研究进展[J]. 张顾平,王贝贝,周舟,陈冬赟,路建美. 化工学报, 2021(01)
  • [8]TiO2/金属有机骨架纳米复合材料制备及其光催化氧化挥发性有机物性能研究[D]. 张金辉. 华南理工大学, 2020
  • [9]基于MOFs或纤维素复合光催化材料的设计及Cr(Ⅵ)还原性能研究[D]. 邱健豪. 南京林业大学, 2020
  • [10]TiO2基光催化材料的性能优化及其降解挥发性有机物研究[D]. 曾庆龙. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2020(03)

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水蒸气对TiO_2光催化氧化CO的影响
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