一、激光喇曼光谱研究Co/TiO_2(Anatase)催化剂（论文文献综述）
郭霖[1]（2021）在《表面等离子体共振效应对电荷转移过程影响的SERS探究》文中进行了进一步梳理表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman scattering,SERS）技术自1974年在粗糙的银电极上被发现以来,因其卓越的优势而受到越来越多的科研爱好者的关注,并被广泛应用于各个科研领域。被科研人员普遍认可的SERS增强机理有两个,分别是电磁场增强（EM）)和化学增强（CM）,前者需要金属纳米粒子与入射光耦合共振,即产生局域表面等离子体共振（Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR）,而基底与分子之间的电荷转移（CT）对CM来说是必须的。当纳米材料的LSPR发生变化或无LSPR的产生时,纳米粒子与入射光是否耦合对材料间的电荷转移过程会产生很大的影响。基于上述,我们提出了利用SERS对纳米材料之间的电荷转移过程进行探究的设想。围绕这个想法,我们构筑了一系列的金属-分子-半导体核壳结构,和半导体-金属-分子以及半导体-分子-半导体三明治结构,对金属纳米粒子LSPR的调控和半导体调节金属纳米粒子LSPR以及材料无LSPR参与的三种情况进行测试,通过观察并分析分子的拉曼光谱变化,从而实现了探究LSPR及除LSPR外其他因素对材料间电荷转移过程的影响。本研究对提高光催化效率和光电器件中电荷转移过程具有非常重要的意义。本论文构筑了一系列纳米三明治结构的材料体系,对纳米材料的LSPR进行调控,利用SERS技术对电荷转移过程进行了深入研究,主要由以下几部分构成:1.通过控制Cu2O壳厚度调节金纳米棒的LSPR进而探究AuNR-MBA@Cu2O结构核壳之间的电荷转移过程。基于种子合成法分两步合成了径向,轴向LSPR分别在紫外和可见区的金纳米棒,先通过探针分子的巯基端以Au-S键在金纳米棒的周围组装一层MBA分子,随后通过控制加入AuNR-MBA的量来控制氧化亚铜壳厚度,制备了四组不同的壳厚度AuNR-MBA@Cu2O组装体。我们对合成的AuNR-MBA@Cu2O组装体进行了TEM,UV-vis,XRD的表征,结果表明我们成功的制备了四组不同的壳厚度AuNR-MBA@Cu2O组装体。结合不同激发光的拉曼测试,通过MBA峰比值和电荷转移度的计算,以及UPS测试确定了体系中金纳米棒、探针分子以及氧化亚铜半导体能级位置,讨论了不同的壳厚度的AuNR-MBA@Cu2O组装体电荷转移过程。这是首次利用探针分子介于核壳金属半导体之间的体系来探究金属纳米粒子与半导体之间的电荷转移过程,为改善光催化效率和光催化器件提供了新的思路。2.通过调控AuNRs的长径比调控AuNRs的LSPR进而探究AuNRMBA@Cu2O核壳之间的电荷转移过程。基于上一章的实验,本章设计合成了长径比不同的金纳米棒,并在金纳米棒上吸附了一层MBA分子,在MBA分子外围生长了一层厚度相同的Cu2O半导体材料,从而形成AuNR-MBA@Cu2O的核壳结构。通过改变AuNRs的长径比,可以调控AuNR-MBA@Cu2O核壳结构的SPR共振吸收峰位。在不同的激发光激发下,通过MBA分子的SERS光谱中特征谱线的相对强度变化,结合龙巴蒂的电荷转移理论,推导出通过分子的CT过程。同时,验证不同的SPR吸收峰位与激发光之间匹配情况不同对电荷转移度的影响,并在这其中发现了不同长径比的AuNRs的比表面积差异对电荷转移过程的影响。在本章中,比表面积不同的金纳米棒会导致与之相结合的Cu2O外壳的能级的位置发生微小的变化,从而影响电子在三种不同物质中的传递过程。本章的工作表明,AuNRs的比表面积越大,给出电子的趋势越明显,对周围相接触的物质的影响就越大,这也为金属纳3.基于前两章研究内容,设计AuNRs与TiO2 NTs复合的纳米材料,以验证金属纳米粒子与半导体材料耦合对光催化过程的影响。在之前两章所述的内容中我们知道,金属纳米粒子与半导体相结合时,会产生金属与半导体之间的电荷传递过程。基于金属纳米粒子与半导体之间的电荷传递特性,我们设计了两种不同长径比的AuNRs,并将AuNRs与TiO2 NTs结合成复合材料。通过紫外可见近红外光谱验证材料复合对二者吸收光谱的影响,结果表明,当AuNRs与TiO2 NTS复合之后,在可见近红外波段的吸光度较纯TiO2NTs有较大提升。在633 nm激光光源下,测试光催化PATP分子降解的反应中,具有不同吸收光谱的材料的反应速率差异,从而验证,当吸收光谱更接近激发光波长时,材料的光催化效率更高。本实验为以后的光催化材料的设计提供了参考。4.基于分子的SERS光谱分析半导体与半导体纳米粒子之间的电荷传递过程,验证分子组装方向对半导体之间电荷传递过程的影响。在本章的工作中,我们开创性的设计了半导体-分子-半导体的三明治结构,以验证不同半导体材料之间的电荷转移过程。首先我们成功的合成了CdS纳米粒子和TiO2纳米粒子,并成功实现了CdS-MBA-TiO2和TiO2-MBA-CdS两种组装体的制备。通过UPS测试两种半导体纳米粒子的能带位置,结合激发光波长参数,确定电子从CdS纳米粒子流向TiO2纳米粒子。通过两种组装体在633 nm和785 nm激发光激发下的拉曼光谱数据,分析特征谱峰的强度,获取电荷转移度的信息,从而验证了不同的MBA分子组装方向对电荷传递的影响-电子通过巯基端向羧基端流动更容易,从羧基端向巯基端流动难度更大。这为以后的量子点敏化太阳能器件的设计和制备提供了参考。
饶泽鹏[2]（2021）在《TiO2基光催化剂对气相VOCs的降解路径与失活机制研究》文中提出挥发性有机物（VOCs）对人体危害极大,一定浓度的VOCs短时间即可伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。部分VOCs如苯、甲苯及甲醛已被列为致癌物质。另外,VOCs在氧化性的大气环境中成为形成PM2.5的前体物。故如何实现大气环境中低浓度VOCs的降解对保障环境安全、抑制雾霾频发具有重要意义。目前对于大气污染物的治理技术较多,其中光催化技术因具有反应条件温和,能直接利用太阳光以及深度矿化污染物等优点成为最有应用前景的技术之一。用于光催化技术的半导体光催化材料种类繁多,其中TiO2因其无毒、廉价和光化学稳定等特点成为人们的研究热点。目前对TiO2改性已做了大量研究,但大部分工作集中在对水相污染物如罗丹明B、甲基橙及苯酚等的催化降解研究以及对于有害气体的降解以NOx居多。因大气中VOCs的组成与排放具有复杂性、复合型及区域性等特点,故TiO2对于VOCs降解的研究仍很有限。将TiO2应用于VOCs降解中需要解决几个主要问题:一、提高其光能利用率、抑制其电子-空穴对复合率以及提升其对气体的吸附能力;二、在多组分VOCs共存条件下的竞争吸附及降解特性问题;三、TiO2催化剂的使用寿命、失活机理及活性氧物种对反应路径影响等问题。针对以上TiO2在VOCs降解过程中存在的主要问题,本论文主要开展的研究工作如下:（1）Tm3+-TiO2催化剂对气相乙醛、邻二甲苯及其混合气的降解特性研究通过溶胶-凝胶法制备了具有较高比表面积和优异性能的Tm3+改性TiO2光催化剂。改性催化剂的比表面积随Tm3+的用量增加而增大,促进了催化剂对VOCs的吸附能力;同时,Tm3+的特殊4f电子结构提高了光生电子-空穴对的分离效率。这些特征使0.5 mol%Tm-TiO2样品对单一VOC（两者分别都大于90%）和混合VOCs均表现出良好的光催化性能。有趣的是,在单一VOC条件下,催化剂对乙醛的吸附量大于邻二甲苯,而在混合条件下,其对乙醛的吸附量小于邻二甲苯。此外,在单一和混合污染物中,活性物种（·OH和·O2-）产量和吸附行为的不同使得VOCs的降解途径和中间产物存在明显差异。气相色谱-质谱（GC-MS）分析表明,在单一VOC条件下,邻二甲苯分子首先被氧化成邻甲基苯甲醛,然后被转化成丁醇,最后被矿化变成二氧化碳和水。而在混合VOCs共存时,催化剂表面检测出一些新的中间产物如酞、邻甲基苯乙酮、萘和5-甲基-4-辛酮等。本工作提供了一种高效降解单一及混合VOCs的光催化剂,同时对设计合理的光催化材料来控制光催化反应路径具有重要的指导意义。（2）Er3+-TiO2催化剂实现对乙醛的可见光降解及其对其他VOCs的全光降解通过改进的溶胶-凝胶法合成了Er3+含量在0.5～2 mol%范围内的一系列Er-TiO2光催化剂。结果表明,Er3+改性的TiO2催化剂对VOCs（乙醛、邻二甲苯和乙烯）都展现出较高的光催化活性且在可见光区域（λ>420 nm）实现对乙醛的有效降解。XPS分析表明,少量Er3+以Er2O3的形式存在于TiO2中,这有利于样品的比表面积增加;其比表面积从59.28增加到110.34 m2/g,从而提升其对乙醛,邻二甲苯和乙烯的吸附能力;其中,最佳吸附量分别是纯TiO2的3.3倍、3.7倍和3.8倍。电子自旋共振（ESR）结果表明,Er3+改性引起催化剂表面氧空位（Vo）和Ti3+的产生。这些特征共同促进了光催化性能的提升,即乙醛和邻二甲苯在100分钟内的最高去除率分别为99.2%和84.6%,乙烯的降解效率在180分钟内达到22.4%。此外,乙醛的可见光降解效率高达25.5%。最后,在邻二甲苯的降解过程中,Er3+改性催化剂的中毒迹象得到延缓。因此,此工作为VOCs的可见光及全光降解提供了一种高效、较稳定且可行的光催化剂。（3）rGO/Er3+-TiO2催化剂在气相邻二甲苯中的抗失活新策略在VOCs的降解过程中,光催化剂的低效率和稳定性是在实际应用中所要解决的基本问题。在此工作中,我们所制备的0.5wt%rGO/0.5mol%Er3+-TiO2（0.5rGO/0.5ET）复合催化剂在气态邻二甲苯消除过程中表现出优异的催化性能和耐久性,其对邻二甲苯实现完全降解（100%）且在240分钟内未出现失活现象,而纯TiO2（PT）和0.5mol%Er3+-TiO2（0.5ET）在60分钟后则呈现出较差的催化活性及失活现象。结果表明,中间体的累积是造成PT和0.5ET失活的主要原因。与其他样品相比,尽管0.5rGO/0.5ET中产生了更多的中间产物,但其催化活性并未降低或失活。实验表明,rGO为中间体提供了更多的吸附位点,即使在光降解10小时及4个循环后,rGO仍能助其抵抗失活现象。因此,rGO在保持复合材料稳定的活性方面起着至关重要的作用。此项工作有助于进一步理解光催化剂的失活-抗失活机理,并为在工业应用中如何设计与合成抗失活催化剂提供了新策略。（4）不同反应活性氧物种（ROS）在VOCs降解过程中发挥的作用设计了不同气氛下形成不同ROS,以此明确了ROS对VOCs光催化氧化途径的影响,这对指导催化剂的设计与合成以及有用中间产物（工业原料）的定向转化具有极其重要的研究意义。有趣的是,气体淬灭和液相牺牲剂捕获实验表明,·OH自由基在邻二甲苯和苯乙烯的降解中起着主导作用,而·O2-是乙醛降解过程中的主要活性物种,这可能归因于芳香族化合物与醛类之间性质差异。此外,在流动的气相邻二甲苯、苯乙烯和乙醛降解过程中,我们详细探究了光生空穴（h+）、·OH和·O2-的具体作用。具体来说,在芳香族的光催化反应路径中,·O2-主导形成一些含有苯环与酮类的中间产物;而在·OH和h+的作用下,芳香族分子倾向于形成碳链化合物,这归因于ROS之间不同的氧化能力。对于乙醛去除过程中,·O2-物种促进酸类等中间产物的形成,而·OH促进形成酮类中间体。因此,这项工作有助于深入了解ROS在催化反应路径中的具体作用。基于此,我们可根据催化剂中ROS的差异来选择合适的VOCs进行催化降解,或可通过气氛控制来实现对VOCs的定向转化,这为“变废为宝”提供了一种可能的途径。
王雨晴[3]（2021）在《TiO2/纳米碳宏观体复合材料的制备及光催化性能研究》文中研究表明目前广泛使用有机染料的所引起的污染问题是环保行业关注的主要问题,过量染料释放到水源会影响人类生活以及整个生物圈。光催化是处理水中有毒有机染料的最有效方法之一。TiO2是被研究最多的半导体光催化材料之一,它具有紫外光敏感度高、化学稳定性好、无毒性、成本低等特点,还具有显着的光电特性,在光催化应用领域已经被广泛地研究。然而,TiO2由于光生电子-空穴对的复合速率较快,而导致TiO2的光催化效率低。纳米碳材料如碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯等,由于其具有吸附性好、结晶度高、带隙宽、表面积高和电子传输速度快等特性,与半导体催化剂复合后,可以延长光生电子-空穴对的寿命,帮助提高单一半导体材料的光催化性能。但现阶段研究的复合半导体光催化剂材料多为离散的粉末状,不易于回收和循环使用。因此,制备出具有宏观结构的复合半导体光催化剂,例如薄膜状、泡沫状、块状的光催化剂将更有实用意义。基于以上背景,本论文选取碳纳米管（CNTs）、氧化石墨烯（GO）两种纳米碳材料,利用水热法制备TiO2/纳米碳复合材料和TiO2/纳米碳宏观体复合材料,并研究和分析了所制备材料的晶体结构、微观形态、表面缺陷、光催化性能和循环使用性能。具体的研究内容如下:（1）利用水热法制备TiO2/CNTs纳米复合光催化材料,通过改变碳纳米管的直径,探究碳纳米管直径对复合材料性能的影响。结果表明,利用直径为100 nm的碳纳米管所制备的复合材料TiO2/CNTs-100具有最优的光催化性能,降解效率在60 min内达到96.6%,其次是直径为50 nm的碳纳米管所制备的TiO2/CNTs-50,直径为25 nm的碳纳米管所制备的TiO2/CNTs-25的降解效率最低。但TiO2/CNTs复合光催化材料的光催化效率都比单一的TiO2高,且超过一半的甲基橙溶液在前30 min就已经被降解,说明所制备的TiO2/CNTs纳米复合材料具有快速光降解的能力。（2）通过一步水热法制备TiO2/RGO纳米复合光催化材料,采用正交实验法,探究反应温度、反应时间及反应溶剂的配比等因素对复合材料光催化性能的影响,得出最优的实验条件:反应温度为180℃,反应时间为20 h,溶剂比例为水:乙醇=1:1。在此实验条件制备的样品光催化性能良好,在30 min内将溶液浓度降解了94.5%。（3）根据得到的最佳反应条件,分别制备具有宏观结构的TiO2/石墨烯泡沫（TiO2/GF）复合光催化剂和BiOCl/石墨烯泡沫（BiOCl/GF）复合光催化剂,并对它们的微观结构、表面形貌、光催化性能和光催化循环性能进行研究。结果发现,TiO2/GF在80 min内,能使溶液浓度降解85.2%;BiOCl/GF在60 min内,能使溶液浓度降解90.4%。将使用过的TiO2/GF和BiOCl/GF回收进行第二次光催化实验,发现材料仍有光催化性能,但效率有所下降。
卫帅[4]（2020）在《负载型高分散金/铜催化剂催化CO氧化和水煤气变换反应的构效关系研究》文中进行了进一步梳理CO氧化和水煤气变换反应在消除环境以及工业生产中残余的CO方面具有重要的应用价值。对于CO氧化反应,研究负载型金催化剂高性能的来源及构效关系一直以来都是研究者关注的热点问题。但各种影响因素相互交织,体系复杂,因而对诸多基础催化问题等仍认识不清晰。因此在本论文中有策略地选择可比体系,控制变化因素,结合非原位及原位表征手段,准确地监测活性位与整个反应的过程,揭示了构效关系,从而更好地理解催化行为本质。对于水煤气变换反应,研究者们对机理已经进行了深入的探索,而机理是高效催化剂设计合成的理论基础。但在高性能催化剂的简单有效调控方面依旧存在不足。因此在本论文中分别选用惰性载体及氧化还原性载体,通过简单合理的调控,以获得高性能催化剂,揭示催化剂结构对反应性能的影响,进而加深对反应机理的理解,为高效催化剂的优化合成做出有效探索和指导。本论文主要完成的工作如下:（1）探究CO氧化反应中的活性位点:Au/TiO2体系催化剂中金状态对CO氧化反应活性的影响负载型金催化剂表现出优异的催化CO氧化活性,且具有很大的应用前景。因此对其活性位点的研究具有重要意义。在这里,我们选用相同的TiO2载体,通过沉积沉淀法分别制备了具有零价金和正价金的催化剂,并监测两种催化剂在CO氧化反应中的催化行为。由原位漫反射傅里叶变换红外光谱（in-situ DRIFTS）中可见,对于最初无活性的Aun+/TiO2（1<n<3）催化剂,在反应过程中Aun+被CO逐渐还原为Au0。而金价态的转变增强了 CO的吸附能力并进一步提高了催化性能。此外,原位拉曼结果证明,由Aun+到Au0的转变可能有助于在TiO2载体中产生氧空位,有利于O2的活化。因此,我们指出在室温下催化CO氧化反应中Au0 比Ann+更具活性。（2）探究CO氧化反应中反应物与产物吸脱附对性能的影响:Au/TiO2催化剂中反应物吸附及产物脱附对CO氧化反应的影响随后,本论文通过将金负载到不同晶面TiO2上,对此课题进行了研究。在CO氧化反应中Au/TiO2-101的反应活性远高于Au/TiO2-001（30℃时,9.33×10-3 molCOgAu-1s-1 vs.6.23×10—4 molCOgAu-1s-1）。在 Au/TiO2-101中,仅有 2 nm 左右的金颗粒,而在Au/TiO2-001中不仅存在4 nm左右金颗粒,而且还存在1.3 nm左右的金团簇。金状态的不同导致了 CO吸附能力不同,由于Au/TiO2-101上存在更多的Au0,因此CO更有效的吸附在其表面。同时,我们发现阻碍反应活性位点的双齿碳酸盐更紧密地吸附在TiO2-001上,而碳酸氢盐是TiO2-101主要的表面物种,其更容易分解成二氧化碳。因此,Au/TiO2-101和Au/TiO2-001在CO有效吸附和CO2脱附方面的不同导致了活性差异。由此,我们揭示了表面物种吸脱附行为对性能的影响。（3）水煤气变换反应中惰性载体高效催化剂构建:Cu/MgO催化剂的制备及其在WGS反应中的构效关系研究一般来说,由于惰性载体不具有氧空位或氧空位较少,对水的活化能力有限,因此其在WGS反应中表现出较低的活性。而惰性载体中,能与水反应的金属氧化物或表面有羟基的氢氧化物能否具有不错的WGS活性,却鲜有研究。因此在本工作中,选择能与水反应的MgO为载体,基于沉积沉淀法,成功构建高活性Cu/MgO催化剂。通过结构表征证实,由于反应气中有水,因此载体在反应过程中为MgO与Mg（OH）2共存。由TPSR表征以及原位红外测试可知,Cu/MgO催化剂并不能直接解离水至氢气,因此其应遵循协同机理,即CO与-OH反应。结合反应过程中不加H2O仍有反应活性的测试结果,表明-OH的来源既有反应物H2O的解离也有Mg（OH）2的表面-OH。（4）水煤气变换反应中氧化还原性载体高效催化剂构建:Au团簇活化的高效CeO2表面在WGS反应中的应用铈基催化剂是一种很有发展前景的水煤气变换反应（WGS）催化剂,其活性对结构极其敏感。因此,有效地制备高活性的铈基催化剂是亟待解决且具有挑战性的。通常来说,对二氧化铈载体进行高温煅烧,不利于形成氧空位,而氧空位对WGS反应的决速步很重要。但这种本征惰性的二氧化铈表面被自诱导聚集的金原子修饰后,在解离水分子方面表现出非常高的活性。在负载Au之前对二氧化铈载体进行一个额外的高温预氧化处理使得其WGS反应活性增加了四倍。随后的原位DRIFTS以及原位拉曼光谱的测试结果都证实二氧化铈表面解离水的效率提高来源于周边Au团簇的修饰,而二氧化铈表面的预处理过程精心地调控了 Au物种形成的位置。两者相互影响,共同促进了 WGS反应的进行。
陈猛[5]（2020）在《黑磷复合材料的制备及其电催化性能研究》文中认为燃料电池作为一种直接将化学能转化为电能实现能源高效清洁利用的技术,缓解了化石能源消耗带来的环境污染问题。直接乙醇燃料电池（DEFC）由于燃料来源广泛,能量转化效率高,运输和储存方便安全等优势具有较好的应用前景。研究发现,地球上储量丰富的Pd对乙醇氧化的催化能力高于其他金属,成为DEFC中广泛使用的催化剂。催化剂的活性及稳定性制约了DEFC的发展。催化剂载体材料的种类和表面性能直接影响贵金属催化剂的形貌,分散度以及颗粒大小,与燃料电池的电催化性能密切相关。黑磷作为继石墨烯之后发现的一种新型二维材料,具有较大的比表面积以及较高的电子迁移率,受到了广泛关注与研究。然而,黑磷较差的稳定性阻碍了其在燃料电池领域的应用发展。为了提高催化剂的电催化性能,降低燃料电池贵金属催化剂用量,从而降低催化剂成本,本文从制备较好稳定性的黑磷复合载体方面出发,改进了催化剂的电催化性能,对催化剂进行了形貌,结构,电化学性质等进行了研究。评价合成的复合催化剂的组分及结构对乙醇电氧化（EOR）的活性及稳定性影响,并探讨了在EOR中黑磷与其它材料的关联性。主要那研究内容有以下几个方面:1.通过气相传输（CVT）法制备了黑磷。剥离后的黑磷与石墨烯在溶剂热条件下得到黑磷-石墨烯（Black Phosphorus-Graphene,BP-G）复合材料,并采用浸渍还原法制备了不同载体的Pd基催化剂。通过表征发现BP与G之间形成P-C键,P-O-C键,提高了BP-G的结构稳定性。电催化测试结果表明BP/G比为1:1时催化剂具有最高的催化活性,Pd/BP-G的电化学活性面积（ECAS）为210.4m2 gPd-1,是商业Pd/C催化剂(22.05 m2gPd-1)的9.5倍。Pd/BP-G质量活性为3960mA mgPd-1,是商业Pd/C催化剂(675.5 mA mgPd-1)的5.86倍。对催化剂进行稳定性测试,3600s后Pd/BP-G催化剂的质量活性为760.5 mAmgPd-1,电流密度保持率是32.1%,商业Pd/C催化剂(27.97 mAmgPd-1)的60倍。所制备的Pd/BP-G复合催化剂具有较高的活性及较好稳定性。2.通过在水热原位合成BP@TiO2复合材料,并以BP@TiO2复合材料作为载体,浸渍还原法制备了Pd/BP@TiO2催化剂。通过SEM,TEM对催化剂进行微观结构表征,两者形成了异质结构的复合材料,有利于增强结构的稳定性,同时作为电催化剂载体更有利于电荷的传输。BP@TiO2载体为二维片层结构,具有较大的比表面积,有利于电解质的渗透。电化学测试结果表明Pd/BP@TiO2催化剂的电化学活性面积为92.53 m2 gPd-1,是商业Pd/C(30.6 m2 gPd-1)催化剂的3.2倍。在1M NaOH+1M C2H5OH溶液中进行乙醇电氧化测试表明,Pd/BP@TiO2催化剂的质量活性为2067.67 mA mgpd-1,是商业Pd/C(802.45 mA mgpd-1)的2.6倍,且相对于Pd/C,Pd/BP@TiO2催化剂具有较低的起始电位。对Pd/BP@TiO2催化剂进行了耐久性测试,5000循环之后,Pd/BP@TiO2催化剂的质量活性仅损失16.2%.综上所述,本论文的工作基于黑磷制备了合适的催化剂载体材料,提高了黑磷稳定性,结合催化剂组成元素之间的协同作用和载体材料的优异特性,可以明显提高直接乙醇燃料电池阳极催化剂的催化活性和催化稳定性。
张向成[6]（2020）在《介孔TiO2微球的可控合成与能带结构调控及其光热催化性能研究》文中研究说明介孔TiO2具有孔道结构均一、光电化学性质优良、无毒、储量丰富、廉价易得等特点,在光催化、光热转换、光伏以及吸附分离等领域有着广泛的应用前景。作为一大热门材料,人们对介孔TiO2材料的可控合成、形貌与微观孔道结构以及表面性质的调控及其在众多领域的应用探索等方面进行了深入探讨。目前,单一结构与化学组成的TiO2材料应难以满足高性能应用的需求,形貌均一化、组成多元化以及微观结构复杂化是TiO2研究领域的一大趋势,其关键问题是如何提升材料的电荷转移或传输能力与传质效率,从而提高材料性能,而具有高比表面积、开放孔道以及组成和微观结构丰富可调的介孔TiO2基微球是一种潜在的解决方案。鉴于此,本论文以介孔TiO2基微球作为研究对象,主要按照以下三个思路选题进行研究:ⅰ)以合成为导向,设计简单有效的方法合成三维介孔TiO2微球基材料,通过优化合成条件有效调控微球尺寸、比表面积以及表面结构等性质,为实现其高效催化性能奠定基础;ⅱ)以结构调控为导向,研究简单有效的能带调控策略,通过半导体复合、金属负载以及缺陷工程等手段优化材料的光吸收范围、电荷分离效率以及活性位点的数量等;ⅲ)以应用为导向,探索介孔TiO2基微球在光催化、光热转换、吸附和分离等领域的应用前景,为介孔TiO2微球的应用提供一定的理论基础。论文的第二章,针对纯TiO2材料光生电荷分离效率低和催化活性位点少等问题,我们提出通过在TiO2中构建缺陷以改善这一劣势。我们选用无水乙醇作为溶剂,TBOT为钛源,三嵌段共聚物F127为模板,用浓HCl调控前驱体溶液的氢离子与氯离子浓度,通过简单的一步溶剂热法和高温煅烧过程合成了富缺陷的介孔TiO2微球。在溶剂热过程中,反应液中Ti与Cl配位形成Ti-Cl键,经过高温煅烧去除Cl后形成缺陷。合成的大尺寸TiO2微球具有丰富的介孔结构、粗糙的表面和丰富的缺陷。通过改变煅烧温度、前驱体溶液HCl浓度、溶剂热温度、溶剂热时间和表面活性剂的投加量等因素来调控微球的尺寸、比表面积、表面结构以及缺陷浓度,并将其应用于光催化固氮反应中。在氢离子浓度为5.5 mol/L,煅烧温度为500 ℃时合成的介孔 TiO2微球具有最佳的光催化固氮性能。在模拟太阳光照射下,其合成NH3速率为284μmolh-1g-1,在可见光下的量子效率为0.05%。制备这种具有丰富表界面结构和缺陷浓度可调的介孔TiO2微球催化剂,可为实现高性能光催化固氮提供一定的借鉴意义。论文第三章,基于贵金属Au可以有效拓宽介孔TiO2微球的光吸收范围和促进光生电荷分离的理论原则以及进一步提高富缺陷介孔TiO2微球光催化固氮性能的研究目标,提出了构建Au@TiO2复合结构的研究思路,以第一章合成的表面结构和缺陷浓度最佳的介孔 TiO2微球作为载体,采用湿法浸渍和高温氢气还原策略在其表面负载了不同量的Au纳米粒子。基于Au纳米粒子的等离子体共振效应和缺陷位的协同作用,使其在可见光区域具有优异的吸收。然后通过改变Au纳米粒子的负载量来调控微球中的缺陷浓度、光吸收强度以及活性位点的数量。最后深入分析了 Au表面产生的热电子在TiO2微球表面光固氮过程中发挥的作用。在模拟太阳光照射下,其合成NH3速率为1040μmolh-1g-1,在可见光下的量子效率为1.5%。论文第四章,在前面的基础上,针对溶剂热法合成介孔TiO2微球的相对复杂性、产量低以及光生电荷分离效率低等问题,我们提出通过构建包含多元组分的异质结构来改善这一劣势的思路,利用微流控喷雾干燥技术一步式快速制备了铁负载的均一介孔TiO2微球,在400℃下煅烧即可生成锐钛矿/金红石/α-Fe2O3三元异质结构（Meso-ARH）。铁的掺杂促进TiO2在较低温度下发生相转变,极快的溶剂蒸发过程引导介孔结构组装,并诱导大量氧缺陷生成。该三元异质结构颗粒可提高光的吸收、改善光生载流子的分离效率、并促进≡Fe（Ⅲ）/≡Fe（Ⅱ）的还原。因此,在低H2O2投加量和低功率紫外灯照射下,该三元异质结构表现出非常优异的异相光芬顿催化性能。在5 min内就可以将20 ppm的MB溶液完全降解,在30 min内可以完全矿化。论文第五章,我们沿着构建多元组分异质结构以提升太阳能利用率的思路,进一步采用快速喷雾干燥技术开发了一种具有丰富表面组成和表面结构的单分散Cu/C/TiO2/SiO2复合微球,并针对性地将其应用于光热水蒸发。该微球具有表面褶皱和内部中空等特点,可以长时间稳定的在水面上漂浮。微球表面富集的Cu纳米粒子、无定型C层以及壳层内均匀分布的富缺陷的TiO2纳米粒子可以有效拓宽微球的光吸收范围,提高其光热转换效率。无定型SiO2可以作为隔热层,促使热量局域化。复合微球的褶皱表面和微球间的空隙可以为水的加热提供大的比表面积。在1 Sun照射下,该复合材料的水蒸发速率为1.5 kgm-2h-1,光热转换效率为92%。论文的第六章对全文进行了总结,凝练了论文的主要结论与创新点,并对将来需开展的工作进行了 一定的展望。
张玉冬[7]（2020）在《Cu-CeO2基催化剂催化CO2加氢反应性能及构效关系的研究》文中研究说明以CO2作为廉价、绿色的C1原料合成高价值化工产品既有助于缓解CO2对环境的不利影响,又有助于缓解能源危机。CH3OH不仅可用作燃料替代品和添加剂,也是合成其它高附价值化学品的关键原料;逆水煤气变换（RWGS）反应获得的合成气（CO+H2）是重要的化学原料,可通过费托合成、甲醇合成等现有成熟的工艺合成一系列平台化学品和液体燃料。因此,CO2加氢制CO（RWGS）和CO2加氢制甲醇被认为是非常有前景的两个CO2转化路径。而这些反应的高效进行,依赖于高效催化剂的研发。其中Cu-CeO2基催化剂在这两个催化反应中均表现出良好的性能;而且,Cu-CeOx基模型催化剂的理论研究表明,RWGS反应是CO2加氢制甲醇的关键步骤,对Cu-CeO2基催化剂在RWGS反应中活性位和CO2活化路径进行研究,为合理设计Cu-CeO2基催化剂用于CO2加氢制甲醇提供理论基础。于是,本文第三章首先通过形貌调控获得了高比表面积的CeO2中空纳米球,然后负载Cu,所得Cu/CeO2催化剂用于RWGS反应,并使用多种原位手段深入探究真实RWGS反应条件下催化剂的活性位和CO2活化路径,揭示了CeO2中的氧空位在CO2活化中发挥的重要作用。以第三章的研究结果为基础,根据文献报道的Cu/CeOx/TiO2（110）这一典型的Cu-CeOx模型催化剂,同时结合课题组前期对Cu/TiO2（001）纳米片催化剂的研究积累,论文第四章将CeO2引入Cu/TiO2（001）纳米片催化剂中构筑了高效的Cu-CeOx-TiO2催化剂催化CO2加氢制甲醇,然后结合RWGS反应中的实验结果,深入探讨了CeO2的重要作用以及Cu-CeOx-TiO2催化剂对CO2的活化机制。本论文的主要内容和结论如下:（1）利用水热法方法制备了具有3D CeO2纳米中空球、CeO2纳米颗粒和CeO2纳米立方体,然后负载Cu,所得样品分别表示为Cu/CeO2-hs、Cu/CeO2-np和Cu/CeO2-nc,并用于RWGS反应。在V（H2）:V（CO2）=3:1、空速（WHSV）=300000 ml g-1h-1的反应条件下,Cu/CeO2-hs催化剂表现出优异的催化性能,600℃时CO生成速率达到42.5×10-5 molCO g-1 s-1。采用XRD、BET、SEM、TEM、H2-TPR、准原位XPS和原位紫外拉曼光谱等技术对催化剂的物化性质进行了分析,结果表明,Cu的分散度不是反应速率的决定因素,而CeO2表面氧空位的浓度与催化反应速率密切相关。原位紫外拉曼光谱和原位漫反射红外的结果表明,氧空位是CO2吸附和转化的活性位,在氧空位上形成的双齿碳酸盐和双齿甲酸盐是RWGS反应的关键中间体。这些结果揭示了CeO2表面氧空位对RWGS反应的重要作用。（2）以高暴露（001）晶面的锐钛矿TiO2纳米片为载体,通过沉积沉淀法制备不同CeO2含量的Cu-CeOx-TiO2催化剂。在V（H2）:V（CO2）:V（N2）=69:23:8、空速（WHSV）=3600 ml g-1 h-1和压力为3 MPa的反应条件下,CeO2含量为5 wt%的Cu-CeOx-TiO2催化剂在280℃时甲醇的时空收率达到108.7 mg h-1 g-1,展现出优异的催化性能。通过SEM、TEM、BET、XRD、H2-TPR、准原位XPS对催化剂的结构进行了研究,结果表明CeO2的加入,一方面促进了Cu物种的分散,另一方面提高了氧空位的含量,同时引入了高效Ce3+/Ce4+氧化还原对;Cu的分散度和氧空位均为影响催化剂性能的关键因素。结合准原位XPS、CO2-TPD以及原位红外初步揭示了催化剂表面的氧空位和Ce3+可通过吸附CO2形成双齿碳酸盐和双齿甲酸盐完成对CO2的活化;同时在反应条件下,存在氧空位消失?再生、Ce3+?Ce4+的快速协同转化;这些缺陷位与高分散Cu0的协同作用,能够降低活性碳物种的活化能,从而促进了CO2分子的活化和定向加氢转化。
朱恒[8]（2020）在《TiO2光阳极表面态性质及其电荷传输机制研究》文中研究指明寻找开发可再生的清洁能源是实现人类社会可持续发展的必然要求。半导体光电化学分解水可以将太阳能转化为清洁的氢能源,是理想的太阳能转化和存储技术。半导体电极的太阳光吸收效率,光生电荷的分离效率和表面空穴注入效率是制约半导体光电极太阳能转换效率的主要因素。光生电荷的分离和空穴的注入主要发生在半导体电极的表面附近区域,即,半导体与溶液接触形成的固/液界面。研究电荷在固/液界面处的分离、传输和转移机制,对开发高效光电极具有重要的指导意义。n型半导体光阳极与溶液形成的固/液界面,半导体光阳极一侧能带向上弯曲形成空间电荷层,其内建电场有助于光生载流子的分离。由于半导体电极周期性的破坏或者外来离子的引入在半导体电极表面形成了能级位于导带和价带之间的表面态。为了提高光电极空间电荷层的体积占比将半导体光阳极材料纳米化后,表面态对光电极性能的影响以及对固/液界面电荷传输的影响将不能忽略。然而目前对半导体光电极表面态在界面电荷传输过程中的作用还缺乏足够认识。本文选择具有丰富表面态的TiO2纳米管光阳极作为研究对象,探究了TiO2表面态的化学组成,TiO2表面态在固/液界面、固/固界面电荷传输机制以及TiO2表面态对饱和光电流的影响,在此基础上使用电化学掺杂调控TiO2表面态改善光电极的性能。具体内容如下:TiO2纳米管光阳极背电子传输机制。通常电解液中加入空穴牺牲剂,空穴和电子在光电极表面的复合率降低,观测到的光电流增大。本文首次发现碱性电解液中加入H2O2空穴牺牲剂后,TiO2纳米管光阳极饱和光电流显着降低。研究发现TiO2纳米管光电极存在表面态,且表面态电子容量大,不随溶液pH的变化而变化。TiO2表面态是背向电子传输通道,被表面态捕获的光生电子在外加正偏压下,仍可以背向传输至电解液,与溶液中的H2O2发生还原反应,导致电极光电流降低。电化学掺杂调控TiO2纳米管光阳极的表面态提升光电性能。电化学掺杂处理TiO2纳米管光电极,其饱和光电流显着提升。本文首次阐明TiO2纳米管光电极的莫特-肖特基曲线的3个线性部分,分别来自纳米管管壁、纳米管底部、纳米管与Ti基底之间过渡层电容对外加电位信号的响应。TiO2纳米管表面态的化学结构为Ti-OH,负电位极化发生电化学掺杂TiⅣO2+e-+H+=TiⅢO（OH）,使电极表面态密度增大。TiO2纳米管光阳极光电流曲线和莫特-肖特基曲线存在相关性,随着电化学掺杂程度的增加光电流达到饱和的电位和莫特-肖特基曲线均发生正向偏移,研究结果表明,外加电位将表面态完全耗尽时电极光电流达到饱和。光电极的表面态通常被认为是光生电子和空穴的复合中心,研究发现TiO2纳米管光阳极的表面态是光生电子传输通道,表面态通过捕获光生电子和释放电子进入外电路,有效阻止光生电子和空穴的复合。原电池反应构建TiO2表面态提升电荷分离效率。NaBH4溶液还原处理TiO2纳米管光电极,电极光电性能得到大幅提升。研究者普遍认为NaBH4溶液与TiO2发生化学还原反应引入的Ti3+或者氧空位Vo起到了改善光电性能的作用。本文发现NaBH4溶液还原处理TiO2纳米管光电极时,TiO2纳米管电极完全浸入NaBH4溶液和部分浸入NaBH4溶液,其光电性能表现不同。研究表明NaBH4溶液与TiO2纳米管光电极的Ti金属基底及TiO2纳米管构成原电池,其中Ti金属为阳极,发生阳极反应NaBH4+8 OH-=NaBO2+8 e-+6H2O,TiO2纳米管为阴极,发生阴极反应TiIVO2+e-+H+=TiⅢO（OH）。NaBH4溶液还原处理TiO2纳米管电极的本质是自发形成的原电池反应引起电化学掺杂使电极表面态密度提升。TiO2表面态高效转移CdS/TiO2异质结界面电子。宽带隙半导体上沉积窄带隙半导体层或者半导体量子点,可以增加电极对太阳光的吸收,增大半导体电极空间电荷层厚度,从而提升电极的光电性能。本文通过电化学掺杂调控TiO2纳米管表面态密度,采用连续化学浴法在TiO2纳米管上生长CdS量子点,探究TiO2表面态在固/固界面电荷传输过程中的作用。TiO2纳米管表面态密度变大,CdS/TiO2异质光电极的饱和电流得到提升。运用电化学原位拉曼光谱研究电化学掺杂引入TiO2表面态（Ti-OH）的形成机制。TiO2表面态捕获CdS中光生电子,降低CdS光生电子和空穴复合率,异质结中CdS量子点的光致荧光发射强度得到显着抑制。TiO2的表面态作为CdS/TiO2异质结界面电子传输通道加快界面电子传输动力学。
任艳雨[9]（2020）在《基于紫外光探测器中Au-TiO2界面的原位拉曼光谱研究》文中认为本文第二部分通过两步阳极氧化法成功制备了管长分别为4、6和7μm的TiO2纳米管阵列（TiO2 nanotube array,TNA）。此后,使用这些具有不同管长的TNA制备了具有Au/TNA/Au结构的紫外（Ultraviolet,UV）光探测器（Photodetector,PD）。在本文中,将拉曼激光既用作PD的辐射源,又用作拉曼光谱的激发激光,从而实现了PD的光电性能和拉曼光谱的同步采集,这项研究的结果将有助于研究人员了解TiO2结构对声子模与紫外线探测器性能的内在关系。结果表明,面积为1×1 cm2的器件在532 nm激光下产生的激光/暗电流比最大。另外,在325 nm的激光下,激光/暗电流比几乎是532 nm激光下的24倍,证明器件对较高能量的325 nm激光比对532nm激光更敏感。同时,使用原位拉曼光谱研究了纳米管长度对器件性能的影响,在144、199、395、514和635 cm-1处观察到锐钛矿型TNA的所有六个声子模,分别为Eg（1）,Eg（2）,B1g（1）,A1g/B1g（2）和Eg（3）模式,其中144 cm-1处的最强拉曼峰归属为O-Ti-O弯曲振动,是锐钛矿的特征拉曼峰。结果表明,基于TNA的PD性能对纳米管长度具有依赖关系。同时在TNA表面还观察到4-巯基苯甲酸（4-MBA）分子的表面增强拉曼散射信号。该结果表明,长度依赖性来源于TNA的比表面积增加。此外,研究发现TNA对UV激光的强烈吸收导致了Eg（1）声子模明显向高波数移动。本文第三部分研究了Au/TNA/Au结构紫外光探测器的原位拉曼光谱与器件性能之间的构效关系。结果表明,在532 nm激光下,PD中与Au接触的Au/TNA区域相比于单纯的TNA区域其Eg（1）振动峰明显向高波数移动,说明了Au/TiO2肖特基势垒对TiO2的光诱导声子振动产生了影响;同时发现PD中Au/TNA区域的光响应度相比单纯的TNA区域的光响应度明显降低。在325 nm的激光下,Au/TNA区域和单纯的TNA区域的声子模及光响应均无区别,但整体光电流比暗电流提高了两个数量级。通过给器件施加不同的偏压发现,器件中TNA的Eg（1）模峰位存在偏压依赖性,无论在325 nm的激光辐照下还是再532 nm的激光辐照下,随着偏压的增大,Eg（1）模都随之降低,并在近0 V处呈现对称形态。本文第四部分,制备了具有Au/TNA/PANI异质结结构的光探测器,利用原位拉曼光谱研究了表面复合聚苯胺（Polyaniline,PANI）的TNA声子模与器件性能的关系。结果表明,TNA表面复合了PANI之后,归属为Eg（1）模的144 cm-1处振动峰依然清晰可见。在532 nm激发的拉曼光谱中发现Au/TNA/PANI与TNA/PANI的区域相比,Eg（1）模发生了更大幅度的向高波数移动,说明由于TNA/PANI异质界面抑制了光生载流子的分离,提高了电子-空穴的复合几率。
吕佳丽[10]（2020）在《金属氧化物表界面调控与电催化氮还原性能研究》文中认为常温常压下,利用清洁能源驱动的电化学催化反应能够将丰量小分子转换为相应的高附加值产物,具有巨大的经济和社会效益。催化剂是电化学催化反应的关键,其吸附和活化周围环境分子的能力主要源于表面原子配位的不饱和性。因此,催化基础研究与表面科学密不可分。在电催化氮还原反应（Electrocatalytic N2 reduction reaction,NRR）中,目前主要存在氮气吸附动力学缓慢,强烈的析氢反应（Hydrogen evolution reaction,HER）竞争难以避免,以及催化机理尚未明确等问题。界面调制和缺陷工程能够优化自旋构型、增强电导率和电子相互作用,从而提高材料表面对氮气及反应中间体的化学吸附能力,降低化学反应能垒,提高催化活性。此外,不同组分之间的界面可以构成比单个组分更多的活性中心,稳定活性表面催化位点,产生协同作用。因此,表界面调控已成为提高NRR催化剂合成氨产率、选择性和稳定性的重要途径,并且有利于深入研究电催化固氮的反应机理。液相激光熔蚀技术（Laser ablation in liquid,LAL）和液相激光辐照技术（Laser irradiation in liquid,LIL）是基于液相中激光与物质相互作用发展起来的极端非平衡纳米材料制备与加工技术,具有独特的高温高压条件和快速淬冷过程,不但能够直接用于制备高活性、富缺陷的纳米材料,还可对纳米材料表面缺陷、组分与结构进行调控,从而提升其催化性能。本论文主要围绕基于液相激光技术的NRR催化剂表界面调控开展研究工作,利用液相激光技术调控金属氧化物表面缺陷结构,构建金属-金属氧化物异质结、金属-金属碳化物异质结,以期制备高性能的NRR催化剂,研究缺陷结构和表界面对NRR性能的增强机制,主要研究内容及结论如下:一、基于LAL技术制备高活性、富氧缺陷TiOx纳米颗粒,在水热条件下利用缺陷还原特性构建Pt/TiO2和Pd/TiO2异质结,研究不同贵金属负载对NRR活性和选择性的影响。研究结果表明:虽然NRR催化活性的增强依赖于更多的电子和质子参与反应,但有限的质子和电子供给可以抑制HER反应,提高催化选择性。与Pt/TiO2和TiO2相比,Pd的负载更有利于平衡H2演化和N2活化,改善N2在催化剂表面的化学吸附能力。因此,电化学测试研究表明Pd/TiO2的NRR法拉第效率分别是Pt/TiO2和TiO2的1.63和2.01倍,NH3合成效率也有显着提高。二、基于LIL技术诱导PdO还原制备PdO/Pd/CNTs异质结,构建Pd-PdO界面,通过改变辐照时间控制PdO还原程度,增加或减少Pd-PdO界面,研究Pd-PdO界面对催化剂NRR性能的增强机制。电化学测试表明:经10 min辐照制备的PdO/Pd/CNTs材料中Pd-PdO界面达到最大值,同时具有最优的NRR活性,其合成氨产率最高为18.2 μg mg-1cat h-1,法拉第效率可达11.5%。这是由于Pd能够优先吸附N2形成Pd-N2键以促进N2活化,而PdO能够形成稳定的α-PdH促进质子跃迁,Pd-PdO界面处两者的协同作用有效地降低了质子传输距离和化学反应的过电位,因此,PdO/Pd/CNTs的NRR催化性能得到极大增强。三、采用LIL技术调控CeO2表面氧缺陷浓度,研究氧缺陷浓度对其浸润性和NRR性能的影响。采用水热法合成了富氧缺陷的CeO2纳米晶,激光辐照后CeO2（L-CeO2）中氧缺陷的浓度显着降低。NRR测试结果表明L-CeO2的氨转化率和法拉第效率要明显高于CeO2,其氨转化率最高可达1748.0 μg g-1cat.h-1,法拉第效率最高为11.6%,分别为CeO2氨产率和法拉第效率的2.76和5.90倍。L-CeO2的NRR性能机制增强可归因于激光辐照引起的特殊微疏水-亲气结构,其有助于构建适宜的的固-液-气三相界面,优化质子活化和N2吸附能力,有效抑制HER竞争反应。基于LIL技术调控氧化物缺陷结构的方法为高效电催化剂设计提供了新的研究思路。四、采用LIL技术与化学法相结合的途径制备Au/Mo2C/NCNTs复合纳米材料,研究多催化位点在NRR反应中的不同作用机制。电化学测试结果显示Au/Mo2C/NCNTs的NRR性能明显优于Au/NCNTs和Mo2C/NCNTs,其中氨产率分别为Au/NCNTs和Mo2C/NCNTs的2.28和2.36倍,法拉第效率分别为1.74和3.20倍。通过进一步的DFT计算,我们发现NCNTs表面超小的Mo2C纳米晶能够促进N2的吸附和N≡N键的裂解,而具有独特电子结构的Au纳米粒子可以优化整个加氢反应过程中的电荷转移和中间产物质子化,从而有效地限制HER竞争反应,提高NH3的生成效率。此外,N元素掺杂不仅提高了 CNTs的导电性,防止NRR反应中Mo2C纳米晶发生聚集,而且可以为N2的吸附和活化提供更多的活性位点,促进NRR反应的进行。
二、激光喇曼光谱研究Co/TiO_2(Anatase)催化剂（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、激光喇曼光谱研究Co/TiO_2(Anatase)催化剂（论文提纲范文）
（1）表面等离子体共振效应对电荷转移过程影响的SERS探究（论文提纲范文）
| 前言 |
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 表面增强拉曼效应 |
| 1.1.1 拉曼散射 |
| 1.1.2 表面增强拉曼散射 |
| 1.1.3 表面增强拉曼散射机理-电磁增强 |
| 1.1.4 表面增强拉曼散射机理-化学增强 |
| 1.1.5 拉曼光谱用于电荷转移过程表征 |
| 1.2 等离子体振荡现象 |
| 1.2.1 表面等离激元的产生 |
| 1.2.2 局域表面等离子体振动 |
| 1.3 表面等离激元的调控 |
| 1.3.1 纳米结构尺寸的调控 |
| 1.3.2 金属纳米结构化学环境的变化 |
| 1.4 纳米结构间的电荷传递 |
| 1.4.1 金属纳米粒子与金属纳米粒子 |
| 1.4.2 金属与半导体纳米粒子 |
| 1.4.3 半导体与半导体纳米结构 |
| 1.5 本文关注的重点以及研究的意义 |
| 第2章 基于氧化亚铜壳厚度的变化用于探究金棒-氧化亚铜核壳体系中表面等离子体共振效应对电荷转移的影响 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 样品制备 |
| 2.2.3 主要实验仪器 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 AuNRs和AuNR-MBA@Cu_2O组装体的表征 |
| 2.3.2 AuNR-MBA和AuNR-MBA@Cu_2O组装体的SERS光谱表征 |
| 2.3.3 AuNR-MBA@Cu_2O体系体中的电子转移过程 |
| 2.3.4 用不同的激光观察在不同的组装体中CT过程 |
| 2.4 结论 |
| 第3章 基于金棒长径比变化的金棒-氧化亚铜核壳体系中电荷转移过程影响因素的探究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 样品制备 |
| 3.2.3 主要实验仪器 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 不同长径比的AuNRs和AuNR-MBA@Cu_2O组装体的形貌表征 |
| 3.3.2 不同长径比的AuNRs和AuNR-MBA@Cu_2O组装体的UV-Vis-NIR表征 |
| 3.3.3 不同长径比的AuNRs和AuNR-MBA@Cu_2O组装体的SERS表征 |
| 3.3.4 不同长径比的AuNRs和AuNR-MBA@Cu_2O组装体的UPS表征 |
| 3.4 结论 |
| 第4章 基于表面增强拉曼方法的金属半导体复合物光催化性能的研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 样品制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 不同长径比的AuNRs与TiO_2NTs组装体的表征 |
| 4.3.2 不同长径比的AuNRs与TiO_2NTs组装体催化性能 |
| 4.4 结论 |
| 第5章 基于表面增强拉曼方法探究TiO_2和CdS纳米粒子间的电荷转移过程 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 样品制备 |
| 5.2.3 主要实验仪器 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 TEM和UV-vis DRS光谱的表征 |
| 5.3.2 MBA在电荷转移组装体系中的SERS光谱的表征 |
| 5.3.3 MBA在半导体-半导体体系中的CT机理 |
| 5.4 结论 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（2）TiO2基光催化剂对气相VOCs的降解路径与失活机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 TiO_2的结构与性能 |
| 1.3 TiO_2改性方法 |
| 1.4 稀土改性TiO_2的研究现状 |
| 1.5 光催化降解气相VOCs的研究现状 |
| 1.5.1 VOCs在催化剂表面的吸附氧化动力学模型 |
| 1.5.2 光催化的影响因素 |
| 1.5.3 VOCs的光催化反应路径 |
| 1.5.4 混合VOCs的研究现状 |
| 1.6 TiO_2在VOCs降解方面的研究进展 |
| 1.6.1 不同晶面TiO_2对VOCs降解特性的影响 |
| 1.6.2 不同VOCs在 TiO_2上的降解情况 |
| 1.6.3 TiO_2基复合催化剂对VOCs的光降解 |
| 1.6.4 表面羟基基团和缺陷在VOCs降解过程中的作用 |
| 1.6.5 TiO_2在VOCs降解中的失活机制研究 |
| 1.6.6 ROS在 VOCs降解中的主导作用 |
| 1.7 本课题的提出及研究内容 |
| 第二章 Tm~(3+)-TiO_2催化剂对气相乙醛、邻二甲苯及其混合气的降解特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 Tm~(3+)-TiO_2催化剂的制备 |
| 2.2.3 表征技术 |
| 2.2.4 吸附性能与光催化活性测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 材料的结构、形貌、光学性质 |
| 2.3.2 催化剂对乙醛、邻二甲苯的吸附和降解性能 |
| 2.3.3 光催化反应机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Er~(3+)-TiO_2催化剂在可见光下对乙醛及其全光下对其他VOCs的降解特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 Er~(3+)-TiO_2光催化剂的制备 |
| 3.2.3 表征技术 |
| 3.2.4 吸附性能与光催化活性测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的化学成分和形貌 |
| 3.3.2 催化剂的光催化性能 |
| 3.3.3 光催化的影响因素 |
| 3.3.4 光催化反应机理及失活现象 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 rGO/Er~(3+)-TiO_2催化剂在气相邻二甲苯中的抗失活新策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 TiO_2、Er~(3+)-TiO_2及rGO/Er~(3+)-TiO_2光催化剂的制备 |
| 4.2.3 表征技术 |
| 4.2.4 吸附性能与光催化活性测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 光催化剂的形态、结构和光电化学特性 |
| 4.3.2 催化剂的光催化活性及气态邻二甲苯的降解途径 |
| 4.3.3 光催化剂的失活机理 |
| 4.3.4 0.5rGO/0.5ET光催化剂的活化机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 不同活性氧物种(ROS)在VOCs降解过程中发挥的作用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料 |
| 5.2.2 表征技术 |
| 5.2.3 吸附性能与光催化活性测试 |
| 5.2.4 自由基猝灭实验 |
| 5.2.5 中间体检测 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 光催化剂的结构和理化性质 |
| 5.3.2 不同VOCs光降解过程中活性组分的影响 |
| 5.3.3 不同ROS对 VOC氧化路径的影响 |
| 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 |
（3）TiO2/纳米碳宏观体复合材料的制备及光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1 章 绪论 |
| 1.1 半导体光催化剂的研究背景及意义 |
| 1.2 半导体光催化技术 |
| 1.2.1 半导体光催化材料简介 |
| 1.2.2 半导体光催化的基本原理 |
| 1.3 影响光催化材料活性的因素 |
| 1.3.1 光催化材料形貌的影响 |
| 1.3.2 光催化材料的比表面积 |
| 1.3.3 能带结构的影响 |
| 1.4 半导体光催化材料改性 |
| 1.5 半导体/纳米碳复合光催化材料简介 |
| 1.5.1 纳米碳材料简介 |
| 1.5.2 纳米碳增强光催化反应活性机理 |
| 1.6 本文应用的半导体光催化材料简介 |
| 1.6.1 TiO_2 简介 |
| 1.6.2 BiOCl简介 |
| 1.7 本文的选题背景和研究内容 |
| 第2 章 实验设备、药品和方法 |
| 2.1 实验设备与实验药品 |
| 2.1.1 实验设备 |
| 2.1.2 实验药品 |
| 2.2 样品的表征方法 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜 |
| 2.2.2 透射电子显微镜 |
| 2.2.3 X射线衍射仪 |
| 2.2.4 拉曼(Raman)光谱 |
| 2.2.5 紫外可见吸收光谱(UV-Vis) |
| 2.3 光催化性能测试 |
| 第3章 水热法制备TiO_2/碳纳米管复合光催化剂及光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验设备 |
| 3.2.2 实验试剂 |
| 3.2.3 TiO_2/碳纳米管复合材料制备 |
| 3.2.4 TiO_2/碳纳米管复合材料表征 |
| 3.2.5 TiO_2/碳纳米管复合材料光催化性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 TiO_2/CNTs纳米复合材料的XRD衍射分析 |
| 3.3.2 TiO_2/CNTs纳米复合材料的Raman光谱分析 |
| 3.3.3 TiO_2/CNTs纳米复合材料的微观形貌分析 |
| 3.3.4 TiO_2/CNTs纳米复合材料的光催化性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 TiO_2/石墨烯复合光催化剂的制备及光催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验设备 |
| 4.2.2 实验试剂 |
| 4.2.3 TiO_2/石墨烯复合材料制备 |
| 4.2.4 TiO_2/石墨烯复合材料样品表征 |
| 4.2.5 TiO_2/石墨烯复合材料的光催化性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 TiO_2/RGO纳米复合材料的XRD衍射分析 |
| 4.3.2 TiO_2/RGO纳米复合材料的Raman光谱分析 |
| 4.3.3 TiO_2/RGO纳米复合材料的微观表面形貌表征 |
| 4.3.4 TiO_2/RGO纳米复合材料的光催化性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 半导体(TiO_2,BiOCl)/石墨烯泡沫复合光催化剂的制备和光催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 TiO_2/石墨烯泡沫复合光催化剂的制备 |
| 5.2.1 实验仪器 |
| 5.2.2 实验试剂 |
| 5.2.3 TiO_2/石墨烯泡沫复合光催化剂的制备 |
| 5.2.4 样品表征 |
| 5.2.5 光催化性能测试 |
| 5.3 TiO_2/石墨烯泡沫复合光催化剂的表征 |
| 5.3.1 TiO_2/石墨烯泡沫的XRD衍射分析 |
| 5.3.2 TiO_2/石墨烯泡沫的Raman光谱分析 |
| 5.3.3 TiO_2/石墨烯泡沫的微观形貌分析 |
| 5.3.4 TiO_2/石墨烯泡沫的光催化性能分析 |
| 5.4 BiOCl/石墨烯泡沫复合光催化剂的制备 |
| 5.4.1 实验设备 |
| 5.4.2 实验试剂 |
| 5.4.3 BiOCl/石墨烯泡沫复合光催化剂的制备 |
| 5.5 BiOCl/石墨烯泡沫复合光催化剂的表征 |
| 5.5.1 BiOCl/石墨烯泡沫复合光催化剂的XRD衍射分析 |
| 5.5.2 BiOCl/石墨烯泡沫复合光催化剂的Raman光谱分析 |
| 5.5.3 BiOCl/石墨烯泡沫复合光催化剂的微观形貌分析 |
| 5.5.4 BiOCl/石墨烯泡沫复合光催化剂的光催化性能分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）负载型高分散金/铜催化剂催化CO氧化和水煤气变换反应的构效关系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 一氧化碳(CO)的化学性质与危害 |
| 1.1.1 一氧化碳分子的电子结构 |
| 1.1.2 一氧化碳的危害及消除策略 |
| 1.1.3 CO氧化及水煤气变换反应中催化剂的应用 |
| 1.2 CO氧化反应 |
| 1.2.1 负载型金催化剂CO氧化反应的机理 |
| 1.2.2 影响负载型金催化剂活性的因素 |
| 1.3 水煤气变换反应 |
| 1.3.1 水煤气变换反应机理 |
| 1.3.2 水煤气变换反应中惰性载体的应用 |
| 1.3.3 水煤气变换反应中氧化还原性载体的应用 |
| 1.3.4 水煤气变换反应中对催化剂的调控 |
| 1.4 本论文的立题思想、研究内容和意义 |
| 参考文献 |
| 第二章 Au/TiO_2体系催化剂中金状态对CO氧化反应活性的影响 |
| 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 催化性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Au/TiO_2-x的结构特性 |
| 2.3.2 Au/TiO_2-x催化CO反应的性能 |
| 2.3.3 Au/TiO_2-x催化CO反应的构效关系 |
| 2.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第三章 Au/TiO_2催化剂中反应物吸附及产物脱附对CO氧化反应的影响 |
| 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 催化性能测试和动力学测试 |
| 3.2.4 DFT理论计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Au/TiO_2的结构特性 |
| 3.3.2 Au/TiO_2催化CO反应的性能 |
| 3.3.3 Au/TiO_2催化CO反应的构效关系 |
| 3.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 Cu/MgO催化剂的制备及其在WGS反应中的构效关系研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 催化剂的制备 |
| 4.2.2 催化剂的表征 |
| 4.2.3 催化性能测试和动力学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Cu/MgO的结构特性 |
| 4.3.2 Cu/MgO催化WGS反应的性能 |
| 4.3.3 Cu/MgO催化WGS反应的构效关系 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 Au团簇活化的高效CeO_2表面在WGS反应中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 催化剂的制备 |
| 5.2.2 催化剂的表征 |
| 5.2.3 催化性能测试和动力学测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Au/CeO_2的结构特性 |
| 5.3.2 Au/CeO_2催化WGS反应的性能 |
| 5.3.3 Au/CeO_2催化WGS反应的构效关系 |
| 5.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）黑磷复合材料的制备及其电催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 燃料电池 |
| 1.2.1 燃料电池原理 |
| 1.2.2 燃料电池类型 |
| 1.2.3 直接乙醇燃料电池 |
| 1.2.4 直接乙醇电池阳极反应机理 |
| 1.2.5 DEFC催化剂研究 |
| 1.2.5.1 Pt基催化剂 |
| 1.2.5.2 Pd基催化剂 |
| 1.2.5.3 其他类催化剂 |
| 1.2.5.4 催化剂载体 |
| 1.2.5.5 电催化剂面临的问题 |
| 1.3 黑磷 |
| 1.3.1 黑磷的性质 |
| 1.3.2 黑磷的制备 |
| 1.3.3 黑磷的应用 |
| 1.3.4 黑磷的环境稳定性 |
| 1.4 研究目标及研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 实验主要试剂仪器及实验平台 |
| 2.1 实验试剂与实验仪器 |
| 2.1.1 实验材料与实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器及设备 |
| 2.2 材料制备技术及物理表征技术 |
| 2.2.1 X-射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 X-射线光电子能谱(XPS)表征技术 |
| 2.2.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.4 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.5 电感耦合等离子体(ICP)光谱仪 |
| 2.2.6 拉曼光谱分析(Raman光谱) |
| 2.3 电化学测试技术 |
| 2.3.1 三电极测试体系 |
| 2.3.2 循环伏安法测试 |
| 2.3.3 计时电流法测试技术 |
| 第三章 载Pd纳米黑磷-石墨烯(BP-G)复合催化剂及乙醇电氧化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 黑磷-石墨烯复合材料载Pd催化剂的制备 |
| 3.2.1 黑磷的制备 |
| 3.2.2 石墨烯的制备 |
| 3.2.3 黑磷石-墨烯复合材料的制备 |
| 3.2.4 Pd/BP-G复合催化剂的制备 |
| 3.3 催化剂表征与电化学性能测试 |
| 3.3.1 催化剂表征 |
| 3.3.2 催化剂性能测试 |
| 3.4 Pd/BP-G复合催化剂表征 |
| 3.4.1 SEM和 TEM表征 |
| 3.4.2 黑磷-石墨烯复合材料Raman分析 |
| 3.4.3 黑磷-石墨烯复合材料负载Pd催化剂XRD分析 |
| 3.4.4 XPS分析 |
| 3.4.5 黑磷-石墨烯复合材料载Pd催化剂合成过程分析 |
| 3.5 复合催化剂的电催化性能 |
| 3.5.1 循环伏安分析 |
| 3.5.2 计时电流法分析 |
| 3.5.3 反应机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 溶剂热合成BP@TiO_2 黑磷复合材料载Pd催化剂的制备及乙醇氧化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂制备 |
| 4.3 催化剂表征及电化学性能测试 |
| 4.3.1 催化剂表征 |
| 4.3.2 催化剂性能测试 |
| 4.4 表征及测试结果讨论 |
| 4.4.1 Pd/BP@TiO_2 复合催化剂的合成过程 |
| 4.4.2 Pd/BP@TiO_2 催化剂表征 |
| 4.4.3 Pd/BP@TiO_2 催化剂乙醇电氧化性能分析 |
| 4.4.3.1 循环伏安分析 |
| 4.4.3.2 计时电流法分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（6）介孔TiO2微球的可控合成与能带结构调控及其光热催化性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 介孔材料概述 |
| 1.2 介孔材料的维度与形貌 |
| 1.3 介孔TiO_2微球 |
| 1.3.1 介孔TiO_2微球概述 |
| 1.3.2 介孔TiO_2微球的合成方法 |
| 1.3.2.1 溶剂热法 |
| 1.3.2.2 溶胶凝胶法 |
| 1.3.2.3 气溶胶法 |
| 1.3.3 介孔TiO_2的能带结构调控 |
| 1.3.3.1 异质与同质结的构建 |
| 1.3.3.2 金属与非金属的掺杂 |
| 1.3.3.3 缺陷的构建与调控 |
| 1.4 介孔TiO_2的应用 |
| 1.4.1 环境修复和能源转化领域 |
| 1.4.1.1 光催化 |
| 1.4.1.2 光热转换 |
| 1.4.1.3 热催化 |
| 1.4.1.4 电催化 |
| 1.4.2 吸附和分离领域 |
| 1.5 论文选题与研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 介孔TiO_2微球的可控制备与缺陷调控及其光催化固氮性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 化学试剂 |
| 2.2.2 富缺陷介孔TiO_2微球的制备 |
| 2.2.3 测试与表征技术 |
| 2.2.4 光催化固氮性能测试 |
| 2.2.5 光电化学测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 富缺陷的介孔TiO_2微球的制备与形成机理 |
| 2.3.2 富缺陷介孔TiO_2微球的结构与形貌分析 |
| 2.3.3 富缺陷介孔TiO_2微球的表面化学态及光学性质分析 |
| 2.4 光催化固氮性能评价 |
| 2.4.1 光生电荷分离效率以及光电性能 |
| 2.4.2 光催化固氮机理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 富缺陷介孔Au/TiO_2复合微球的构筑及其光催化固氮性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 化学试剂 |
| 3.2.2 富缺陷介孔Au/TiO_2复合微球的制备 |
| 3.2.3 测试与表征技术 |
| 3.2.4 光催化固氮性能测试 |
| 3.2.5 光电化学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 介孔Au/TiO_2复合微球的合成过程 |
| 3.3.2 Au/DMT复合微球的形貌与结构分析 |
| 3.3.3 Au/DMT复合微球的光学性质与表面化学态分析 |
| 3.3.4 Au/DMT复合微球的光电性能与光生电荷效率 |
| 3.3.5 Au/DMT复合微球的光催化固氮性能评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 介孔锐钛矿/金红石/α-Fe_2O_3三元异质微球的构建及其异相光芬顿性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 化学试剂 |
| 4.2.2 前驱体溶液的制备 |
| 4.2.3 介孔锐钛矿/金红石/α-Fe_2O_3三元异质微球的制备 |
| 4.2.4 样品测试与表征 |
| 4.2.5 异相光芬顿性能评价实验 |
| 4.2.6 MB降解产物分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Meso-ARH三元异质微球的合成与形成机理 |
| 4.3.2 ARH三元异质微球的结构表征 |
| 4.3.3 ARH三元异质微球表面化学态及光学性质 |
| 4.4 异相光芬顿降解MB的性能评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 自漂浮介孔Cu/C/SiO_2/TiO_2复合微球的构筑及其光热性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 化学试剂 |
| 5.2.2 前驱体溶液的制备 |
| 5.2.3 复合微球的制备 |
| 5.2.4 测试与表征技术 |
| 5.2.5 光热水蒸发性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 自漂浮介孔TiO_2基复合微球的合成与光热水蒸发设计 |
| 5.3.2 颗粒的结构与形貌分析 |
| 5.3.3 表面化学态与光吸收性质 |
| 5.3.4 光热水蒸发性能评价 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 附录Ⅰ 名词缩写说明 |
| 附录Ⅱ |
| 附录Ⅲ |
| 博士期间一作论文发表 |
| 其他合作论文发表 |
| 待发表的论文 |
| 致谢 |
（7）Cu-CeO2基催化剂催化CO2加氢反应性能及构效关系的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 CO_2加氢转化 |
| 1.2.1 CO_2加氢制甲醇 |
| 1.2.2 逆水煤气变换(RWGS)反应 |
| 1.3 CO_2加氢制甲醇催化剂研究现状 |
| 1.3.1 Cu-ZnO基催化剂 |
| 1.3.2 非Cu-ZnO基催化剂 |
| 1.3.3 CO_2加氢制甲醇的机理 |
| 1.4 RWGS催化剂研究现状 |
| 1.4.1 Pt基催化剂 |
| 1.4.2 Cu基催化剂 |
| 1.4.3 Cu-CeO_2在RWGS中的应用 |
| 1.4.4 RWGS反应的机理 |
| 1.5 研究设想和研究内容 |
| 1.5.1 研究设想 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂和设备 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验气体 |
| 2.1.3 实验设备 |
| 2.2 催化剂制备 |
| 2.2.1 Cu/CeO_2催化剂的制备 |
| 2.2.1.1 3D自组装CeO_2中空球的制备 |
| 2.2.1.2 CeO_2纳米颗粒的制备 |
| 2.2.1.3 CeO_2纳米立方块的制备 |
| 2.2.1.4 Cu/CeO_2样品的制备 |
| 2.2.2 Cu-CeO_x-TiO_2催化剂的制备 |
| 2.2.2.1 TiO2纳米片的制备 |
| 2.2.2.2 不同CeO_2含量的Cu-CeO_x-TiO_2 制备 |
| 2.3 催化剂的表征 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES) |
| 2.3.3 氮气吸脱附 |
| 2.3.4 扫描电镜(SEM) |
| 2.3.5 透射电镜(TEM) |
| 2.3.6 准原位X射线光电子能谱分析(准原位XPS) |
| 2.3.6.1 Cu/CeO_2催化剂准原位XPS操作流程 |
| 2.3.6.2 Cu-CeO_x-TiO_2 催化剂准原位XPS操作流程 |
| 2.3.7 H2-程序升温还原(H2-TPR) |
| 2.3.8 原位紫外拉曼(in situ-UV Raman) |
| 2.3.8.1 Cu/CeO_2催化剂原位紫外拉曼操作流程 |
| 2.3.9 原位漫反射红外(in situ DRIFTS) |
| 2.3.9.1 Cu/CeO_2催化剂原位漫反射红外操作流程 |
| 2.3.10 CO_2 程序升温脱附(CO_2-TPD) |
| 2.4 催化剂性能评价 |
| 2.4.1 Cu/CeO_2催化剂的逆水煤气变换反应性能评价 |
| 2.4.2 Cu-CeO_x-TiO_2 催化剂催化CO_2加氢制甲醇性能评价 |
| 第三章 Cu/CeO_2催化逆水煤气变换反应性能及构效关系研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 载体和催化剂的结构表征 |
| 3.2.2 还原性能 |
| 3.2.3 表面化学态 |
| 3.2.4 氧空位浓度 |
| 3.2.5 催化剂性能 |
| 3.2.6 表面氧空位在RWGS反应的作用 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 Cu-CeO_x-TiO_2 催化剂催化CO_2加氢制甲醇性能及构效关系的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 催化剂的结构表征 |
| 4.2.3 催化剂还原性能 |
| 4.2.4 催化剂组成元素的化学态 |
| 4.2.6 催化剂的反应性能 |
| 4.2.7 CCT催化剂构效关系的探究 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 全文总结 |
| 创新点 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）TiO2光阳极表面态性质及其电荷传输机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化技术基本原理 |
| 1.3 半导体与溶液接触 |
| 1.3.1 半导体/溶液结 |
| 1.3.2 半导体表面态概述 |
| 1.4 Fe_2O_3半导体表面态的研究进展 |
| 1.4.1 Fe_2O_3半导体表面态 |
| 1.4.2 Fe_2O_3半导体表面态的物理化学性质 |
| 1.4.3 Fe_2O_3半导体表面态的光谱学研究 |
| 1.4.4 Fe_2O_3半导体表面态的调控 |
| 1.5 TiO_2半导体表面态的研究进展 |
| 1.5.1 TiO_2半导体表面态 |
| 1.5.2 TiO_2半导体表面态的光谱学研究 |
| 1.5.3 TiO_2半导体表面态的物理化学性质 |
| 1.5.4 TiO_2半导体表面态的调控 |
| 1.6 本论文研究内容与创新之处 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 创新之处 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 化学试剂 |
| 2.2 光电极的制备 |
| 2.3 基本物性表征 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜分析 |
| 2.3.3 透射电子显微镜分析 |
| 2.3.4 X射线光电子能谱分析 |
| 2.3.5 紫外-可见漫反射吸收光谱分析 |
| 2.3.6 傅里叶变换红外光谱分析 |
| 2.3.7 拉曼光谱分析 |
| 2.4 光/电化学特性表征 |
| 2.4.1 伏安法 |
| 2.4.2 开路电位测试 |
| 2.4.3 莫特-肖特基测试 |
| 2.4.4 阻抗测试 |
| 参考文献 |
| 第三章 TiO_2纳米管光阳极背电子传输机制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 TiO_2光阳极的制备 |
| 3.2.2 光/电化学测试表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 TiO_2纳米管的基本物性表征 |
| 3.3.2 牺牲剂中TiO_2纳米管光阳极光电流性能分析 |
| 3.3.3 TiO_2表面态的电化学特性 |
| 3.3.4 H_2O_2还原反应动力学研究 |
| 3.3.5 背电子传输机制分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 电化学掺杂调控TiO_2纳米管光阳极的表面态提升光电性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 TiO_2光阳极的制备 |
| 4.2.2 光/电化学测试表征 |
| 4.2.3 电化学掺杂 |
| 4.2.4 表面态捕获电子的光谱学表征 |
| 4.2.5 理论计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 电化学掺杂对TiO_2纳米管的结构和晶相的影响 |
| 4.3.2 电化学掺杂对TiO_2纳米管电极光电性能的影响 |
| 4.3.3 TiO_2纳米管电极的莫特-肖特基(M-S)曲线分析 |
| 4.3.4 电化学掺杂对TiO_2纳米管电极表面态的影响 |
| 4.3.5 电荷传输机制分析 |
| 4.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第五章 原电池反应构建TiO_2表面态提升电荷分离效率 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 TiO_2光阳极的制备 |
| 5.2.2 NaBH_4处理 |
| 5.2.3 电化学掺杂 |
| 5.2.4 光/电化学测试表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 NaBH_4处理对TiO_2纳米管的结构和晶相的影响 |
| 5.3.2 NaBH_4处理对TiO_2纳米管电极光电性能的影响 |
| 5.3.3 NaBH_4与TiO_2纳米管电极形成原电池的机制分析 |
| 5.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第六章 TiO_2表面态高效转移CdS/TiO_2异质结界面电子 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 TiO_2光阳极的制备 |
| 6.2.2 电化学掺杂 |
| 6.2.3 CdS量子点敏化TiO_2纳米管电极的制备 |
| 6.2.4 光/电化学性能测试 |
| 6.2.5 原位电化学光谱测试 |
| 6.2.6 光致发光光谱测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 CdS/TiO_2纳米管异质结的结构表征 |
| 6.3.2 CdS/TiO_2纳米管异质结电极的光电性能 |
| 6.3.3 原位电化学光谱研究表面态的形成过程和特性 |
| 6.3.4 CdS/TiO_2纳米管异质结的界面电荷转移机制 |
| 6.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 攻读博士期间获得的学术成果和奖励 |
| 致谢 |
（9）基于紫外光探测器中Au-TiO2界面的原位拉曼光谱研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TiO_2材料 |
| 1.2.1 TiO_2纳米管的性质 |
| 1.2.2 TiO_2纳米管的制备 |
| 1.2.3 TiO_2纳米管的光电转化机理 |
| 1.2.4 TiO_2/PANI的特性及导电性 |
| 1.3 紫外光探测器 |
| 1.3.1 紫外光探测器的简介及应用 |
| 1.3.2 TiO_2基紫外光探测器的特点 |
| 1.3.3 TiO_2基紫外光探测器的表征技术及存在的问题 |
| 1.4 拉曼光谱 |
| 1.4.1 拉曼光谱简介 |
| 1.4.2 原位拉曼光谱的特点及应用 |
| 1.5 本论文的研究意义 |
| 第2章 基于TiO_2纳米管阵列的紫外光探测器拉曼光谱研究:纳米管长度的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 TNA光探测器(PD)的制备 |
| 2.2.1 实验试剂及仪器 |
| 2.2.2 TiO_2纳米管阵列的制备 |
| 2.2.3 TiO_2溶胶的制备 |
| 2.2.4 TiO_2纳米管阵列紫外光探测器的制备 |
| 2.3 TiO_2纳米管的Raman光谱 |
| 2.4 不同管长TiO_2纳米管的SEM表征 |
| 2.5 不同管长TiO_2纳米管的XRD表征 |
| 2.6 TiO_2纳米管紫外光探测器的器件面积对其性能的影响 |
| 2.7 管长对紫外光探测器性能及TNA声子模的影响 |
| 2.8 不同管长紫外光探测器的原位拉曼光谱 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 基于TiO_2紫外光探测器的拉曼光谱研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.2.1 实验试剂及仪器 |
| 3.2.2 TiO_2纳米管的表征及原理 |
| 3.3 TiO_2纳米管紫外光探测器的性能表征 |
| 3.3.1 器件对325nm激光的响应性能 |
| 3.3.2 器件对532nm激光的响应性能 |
| 3.4 Au/TNA光探测器(PD)的原位拉曼表征 |
| 3.4.1 Au/TNA紫外光探测器在532 nm激发下的拉曼原位成像 |
| 3.4.2 Au/TNA紫外光探测器在325 nm激发下的拉曼原位成像 |
| 3.4.3 激光功率依赖的原位拉曼光谱 |
| 3.4.4 偏压依赖的器件原位拉曼光谱 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Au/TNA/PANI紫外光探测器的制备及原位拉曼光谱研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TNA/PANI薄膜的制备 |
| 4.2.1 实验试剂及仪器 |
| 4.2.2 Au/TNA/PANI制备步骤 |
| 4.3 TNA/PANI的 Raman表征 |
| 4.4 Au/TNA/PANI光探测器(PD)的原位拉曼 |
| 4.4.1 Au/TNA/PANI紫外光探测器的性能表征 |
| 4.4.2 Au/TNA/PANI紫外光探测器在532 nm激发下的拉曼原位成像 |
| 4.4.3 Au/TNA/PANI紫外光探测器在325 nm激发下的拉曼原位成像 |
| 4.4.4 偏压依赖的原位拉曼光谱 |
| 4.4.5 激光功率依赖的原位拉曼光谱 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 论文中提出的新方法和新思路 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（10）金属氧化物表界面调控与电催化氮还原性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电化学合成氨 |
| 1.2.1 电化学合成氨的研究进程 |
| 1.2.2 电化学合成氨的反应机理和路径 |
| 1.2.3 电化学合成氨的问题与挑战 |
| 1.3 高效电化学固氮催化剂的合成策略 |
| 1.3.1 催化剂的设计概述 |
| 1.3.2 晶面调控 |
| 1.3.3 尺寸和形貌调控 |
| 1.3.4 原子掺杂 |
| 1.3.5 空位调控 |
| 1.3.6 应力工程 |
| 1.3.7 异质结构 |
| 1.4 液相激光合成与加工技术 |
| 1.4.1 液相激光合成与加工技术的发展概述 |
| 1.4.2 液相激光合成与加工技术的基本原理 |
| 1.4.3 影响液相激光合成与加工的因素 |
| 1.4.4 液相激光技术制备和调控催化功能材料 |
| 1.5 氨的检测和标定曲线 |
| 1.5.1 氨的检测方法和催化活性描述 |
| 1.5.2 氨检测的真实性 |
| 1.5.3 不同电解液氨标定曲线 |
| 1.6 本论文的研究目的和研究内容 |
| 1.6.1 体系选择 |
| 1.6.2 研究目的 |
| 1.6.3 研究内容 |
| 第二章 基于TiO_x还原性特征构筑金属/金属氧化物复合结构及其电催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 Pt,Pd负载TiO_2异质结构的制备 |
| 2.2.2 样品表征 |
| 2.2.3 工作电极的制备 |
| 2.2.4 电化学活性测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 物相与形貌结构表征 |
| 2.3.2 电催化性能测试分析 |
| 2.3.3 催化机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 激光诱导原位还原制备Pd/PdO/CNTs与界面效应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 Pd/PdO/CNTs催化样品的制备 |
| 3.2.2 样品表征 |
| 3.2.3 工作电极的制备 |
| 3.2.4 电化学活性测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 样品物相和结构表征 |
| 3.3.2 样品表面化学态表征 |
| 3.3.3 电化学合成氨性能分析 |
| 3.3.4 催化机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 液相激光辐照CeO_2表面缺陷调控与电催化氮还原性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 CeO_2纳米材料的制备 |
| 4.2.2 L-CeO_2的制备 |
| 4.2.3 样品表征 |
| 4.2.4 工作电极的制备 |
| 4.2.5 电化学活性测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 样品形貌和物相表征 |
| 4.3.2 样品表面缺陷和化学态表征 |
| 4.3.3 电化学合成氨性能分析 |
| 4.3.4 催化机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 液相激光辅助制备Au/Mo_2C/NCNTs异质结及其催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 Au/Mo_2C/NCNTs样品的制备 |
| 5.2.2 样品表征 |
| 5.2.3 工作电极的制备 |
| 5.2.4 电化学活性测试 |
| 5.2.5 第一性原理计算 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 样品形貌和结构表征 |
| 5.3.2 样品物相和表面化学态表征 |
| 5.3.3 电化学合成氨性能分析 |
| 5.3.4 理论计算与催化机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
四、激光喇曼光谱研究Co/TiO_2(Anatase)催化剂（论文参考文献）
- [1]表面等离子体共振效应对电荷转移过程影响的SERS探究[D]. 郭霖. 吉林大学, 2021(01)
- [2]TiO2基光催化剂对气相VOCs的降解路径与失活机制研究[D]. 饶泽鹏. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2021
- [3]TiO2/纳米碳宏观体复合材料的制备及光催化性能研究[D]. 王雨晴. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [4]负载型高分散金/铜催化剂催化CO氧化和水煤气变换反应的构效关系研究[D]. 卫帅. 山东大学, 2020(01)
- [5]黑磷复合材料的制备及其电催化性能研究[D]. 陈猛. 贵州大学, 2020(01)
- [6]介孔TiO2微球的可控合成与能带结构调控及其光热催化性能研究[D]. 张向成. 苏州大学, 2020(06)
- [7]Cu-CeO2基催化剂催化CO2加氢反应性能及构效关系的研究[D]. 张玉冬. 华南理工大学, 2020(02)
- [8]TiO2光阳极表面态性质及其电荷传输机制研究[D]. 朱恒. 南京大学, 2020
- [9]基于紫外光探测器中Au-TiO2界面的原位拉曼光谱研究[D]. 任艳雨. 长春工业大学, 2020(01)
- [10]金属氧化物表界面调控与电催化氮还原性能研究[D]. 吕佳丽. 中国科学技术大学, 2020(01)