Yb 3+ 离子掺杂纳米TiO 2 /硅藻土光催化材料的制备与性能研究
发布时间：2025-06-27 22:43
纳米TiO2由于其环境友好性、较强的抗光腐蚀性、光催化能力以及低成本等优点,使其成为最有应有前景的光催化材料。但由于其只能吸收波长较短的紫外光（λ≤370nm）,太阳能利用率很低（3-5%）,限制了其在实际生产生活中的应用。为了提高其光催化效率和能量利用率,有研究者将稀土离子掺入TiO2中使其光催化效率和吸收范围得到了显著提升。纳米光催化剂在使用时,存在着分散性低、团聚高、难以回收的问题。为此,有的研究者将TiO2负载到某些载体上,如硅藻土、白云母、蒙脱石、沸石、高岭土和珍珠岩等来克服此缺点。其中硅藻土具有性质稳定、密度小（2000～2500kg/m3）、孔隙率大（80%90%）、孔体积大（0.45～0.95cm3/g）、比表面积大（10～80m2/g）、吸附性能强等优点,负载TiO2后能较好的提高其光吸附降解效率。本论文采用溶胶-凝胶法合成了TiO2/硅藻土光催化材料,采用XRD测试了其物相,SEM测试了其形貌,以亚甲基蓝溶液为目标污染物测试了其光催化性能...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 概述
1.1 引言
1.2 纳米TiO2光催化材料的研究现状
1.2.1 TiO2的晶体结构
1.2.2 纳米TiO2的光催化原理
1.3 纳米TiO2的制备方法
1.3.1 溶胶-凝胶法
1.3.2 水热法
1.3.3 微乳液法
1.3.4 沉淀法
1.3.5 水解法
1.4 TiO2光催化剂的应用
1.4.1 污水处理
1.4.2 空气净化
1.4.3 光催化抗菌、灭菌作用
1.4.4 太阳能电池
1.4.5 贵金属回收
1.5 影响TiO2光催化剂活性的因素
1.5.1 TiO2的晶型结构
1.5.2 TiO2粒径
1.5.3 光催化剂用量
1.5.4 光源和光强
1.5.5 晶格缺陷
1.5.6 表面羟基
1.6 纳米TiO2光催化剂的改性
1.6.1 贵金属沉积
1.6.2 离子掺杂
1.6.3 半导体复合
1.6.4 染料光敏化
1.6.5 矿物负载
1.7 硅藻土的性能
1.8 选题依据与主要研究内容
1.8.1 选题依据
1.8.2 研究内容
第2章 实验原材料与仪器
2.1 原材料与药品
2.2 实验设备和仪器
2.3 测试分析方法
2.3.1 X射线衍射分析
2.3.2 激光拉曼光谱
2.3.3 扫描电镜
2.3.4 傅里叶红外光谱
2.3.5 紫外可见漫反射光谱
2.3.6 光催化性能测试
第3章 TiO2/硅藻土光催化材料的制备及催化性能研究
3.1 引言
3.2 溶胶-凝胶法合成纳米TiO2/硅藻土光催化材料
3.2.1 合成的工艺流程
3.2.2 实验步骤
3.2.3 光催化降解实验
3.3 硅藻土原料
3.3.1 XRD分析
3.3.2 形貌分析
3.3.3 硅藻土的吸附性能
3.4 纳米TiO2/硅藻土光催化材料的制备
3.4.1 硅藻土用量
3.4.2 焙烧温度
3.4.3 焙烧时间
3.5 纳米TiO2/硅藻土光催化降解亚甲基蓝
3.5.1 纳米TiO2/硅藻土对染料的吸附性
3.5.2 初始浓度
3.5.3 催化剂用量
3.5.4 pH值
3.6 本章小结
第4章 Yb3+-TiO2/硅藻土光催化材料的制备及催化性能研究
4.1 引言
4.2 溶胶-凝胶法制备Yb3+-TiO2/硅藻土光催化剂
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD谱图分析
4.3.2 拉曼光谱分析
4.3.3 表面形貌分析
4.3.4 红外光谱分析
4.3.5 紫外可见漫反射光谱分析
4.3.6 光催化性能分析
4.3.7 光催化机理分析
4.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果
本文编号：4054003
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 概述
1.1 引言
1.2 纳米TiO2光催化材料的研究现状
1.2.1 TiO2的晶体结构
1.2.2 纳米TiO2的光催化原理
1.3 纳米TiO2的制备方法
1.3.1 溶胶-凝胶法
1.3.2 水热法
1.3.3 微乳液法
1.3.4 沉淀法
1.3.5 水解法
1.4 TiO2光催化剂的应用
1.4.1 污水处理
1.4.2 空气净化
1.4.3 光催化抗菌、灭菌作用
1.4.4 太阳能电池
1.4.5 贵金属回收
1.5 影响TiO2光催化剂活性的因素
1.5.1 TiO2的晶型结构
1.5.2 TiO2粒径
1.5.3 光催化剂用量
1.5.4 光源和光强
1.5.5 晶格缺陷
1.5.6 表面羟基
1.6 纳米TiO2光催化剂的改性
1.6.1 贵金属沉积
1.6.2 离子掺杂
1.6.3 半导体复合
1.6.4 染料光敏化
1.6.5 矿物负载
1.7 硅藻土的性能
1.8 选题依据与主要研究内容
1.8.1 选题依据
1.8.2 研究内容
第2章 实验原材料与仪器
2.1 原材料与药品
2.2 实验设备和仪器
2.3 测试分析方法
2.3.1 X射线衍射分析
2.3.2 激光拉曼光谱
2.3.3 扫描电镜
2.3.4 傅里叶红外光谱
2.3.5 紫外可见漫反射光谱
2.3.6 光催化性能测试
第3章 TiO2/硅藻土光催化材料的制备及催化性能研究
3.1 引言
3.2 溶胶-凝胶法合成纳米TiO2/硅藻土光催化材料
3.2.1 合成的工艺流程
3.2.2 实验步骤
3.2.3 光催化降解实验
3.3 硅藻土原料
3.3.1 XRD分析
3.3.2 形貌分析
3.3.3 硅藻土的吸附性能
3.4 纳米TiO2/硅藻土光催化材料的制备
3.4.1 硅藻土用量
3.4.2 焙烧温度
3.4.3 焙烧时间
3.5 纳米TiO2/硅藻土光催化降解亚甲基蓝
3.5.1 纳米TiO2/硅藻土对染料的吸附性
3.5.2 初始浓度
3.5.3 催化剂用量
3.5.4 pH值
3.6 本章小结
第4章 Yb3+-TiO2/硅藻土光催化材料的制备及催化性能研究
4.1 引言
4.2 溶胶-凝胶法制备Yb3+-TiO2/硅藻土光催化剂
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD谱图分析
4.3.2 拉曼光谱分析
4.3.3 表面形貌分析
4.3.4 红外光谱分析
4.3.5 紫外可见漫反射光谱分析
4.3.6 光催化性能分析
4.3.7 光催化机理分析
4.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果
本文编号：4054003
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/4054003.html
