一、TiO_2纳米晶表面羟基自由基的生成对光催化性能的影响（论文文献综述）
孙玉伟[1]（2021）在《(001)晶面高比例暴露TiO2和BiOCl基光催化剂的制备及降解有机污染物的研究》文中认为光催化技术可以有效的将太阳能转化为化学能,矿化有机污染物,不产生二次污染,是一种极具潜力的环境污染控制技术。该技术的核心是光催化剂,在光催化反应过程中,光催化剂的性能是影响污染物降解效率的关键因素。由于TiO2和BiOCl的化学性质稳定、无毒且具有较高的氧化还原电位,近年来,有大量的关于制备和应用TiO2和BiOCl等光催化材料的研究工作。然而,TiO2和BiOCl仍然存在只能吸收利用紫外光、光生电子（e-）和空穴（h+）分离效率低以及粉末状形态难以回收等不足,限制了二者的实际应用。本文以TiO2和BiOCl为研究对象,针对上述问题,分别通过晶面调控、表面改性和Z型异质结构建等方法,制备了（001）晶面高比例暴露的TiO2和BiOCl纳米片,和以此为基底的多种复合光催化剂。采用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜、X射线能谱、紫外可见漫反射光谱、红外光谱、光致发光光谱和电化学交流阻抗等测试方法对光催化剂的物相结构、形貌特征、价键结构和电荷分离效率进行分析和表征,并以水中4-硝基酚（p-NP）和四环素（TC）类有机污染物为降解底物,分析这些光催化剂的降解性能和机理。主要的研究内容和结果如下:通过晶面调控技术,利用溶剂热法制备了一系列（001）晶面暴露比例不同的TiO2纳米片。通过表征和DFT计算结果,阐明（001）晶面高比例暴露TiO2纳米片的生长机制。以p-NP为降解底物,研究TiO2纳米片中（001）晶面暴露比例与光催化活性之间的关系。随着TiO2纳米片中（001）晶面暴露比例的增加,其光催化降解p-NP的效率呈现出先上升后下降的趋势,当（001）晶面暴露比例为57.1%时,TiO2纳米片（T-1.0HF）具有最佳的光催化活性,模拟太阳光照射90min后对p-NP的降解率为50.9%。这是因为光生e-集中在TiO2纳米片的（101）晶面,而光生h+则集中在（001）晶面,适当的（001）和（101）晶面暴露比例促进TiO2纳米片表面形成晶面异质结,有效的限制了光生e-和h+的复合。为了进一步提高T-1.0HF的光催化活性,分别选用RGO和g-C3N4对其进行改性,制备了TiO2/RGO（TR）和TiO2/g-C3N4（TG）两种复合光催化剂。与T-1.0HF相比,TR和TG对p-NP的光催化降解率有不同程度的提升。通过带隙能计算和自由基捕获实验结果得出TR和TG光催化降解p-NP的机理。值得注意的是,TG的光催化活性明显高于TR,这得益于TG中T-1.0HF和g-C3N4构建成的Z型异质结。此外,以TR为例,利用响应面模型优化了其光催化降解p-NP的实验条件,得出当p-NP浓度为9.65 mg/L、初始p H值为5.27、TR投加量为12.45mg时,对p-NP的降解效率最高,可以达到93.5%。为了解决粉末状光催化剂难以从水体中分离回收的问题,通过一步溶剂热法原位合成了可磁分离的Ze Fe2O4/TiO2/RGO（ZTR）三元复合光催化剂。模拟太阳光照射60 min和可见光照射80 min后,ZTR对p-NP的降解率都可以达到90%以上,p-NP中大部分有机碳被矿化为无机碳。在ZTR光催化降解p-NP的过程中·O2-和·OH是主要的活性物种,光生e-和h+在TiO2和Zn Fe2O4形成Z型转移机制,有助于光生e-和h+的快速分离,而RGO作为e-传输介质,进一步加快了光生载流子的传导。此外,ZTR在外加磁场的作用下,可以很方便地从降解液中分离,经过5次循环光催化实验,仍能保持良好的光催化活性。在上述研究TiO2取得成果的基础上,选取同样为宽带系半导体材料的BiOCl为研究对象,通过晶面调控和异质结构建技术,制备（001）晶面高比例暴露的BiOCl纳米片和具有2D/2D结构的Z型BiOCl/g-C3N4（BG）复合光催化剂。与BiOCl纳米片相比,BG在光催化降解TC的实验中表现出优异的活性,光照60min后对TC的降解率达到97.1%。在光催化反应过程中,主要的活性物种为·O2-和h+,·OH的作用次之,反应体系中毒性降低。此外,采用循环光催化实验证明BG具有良好的稳定性和可重复性。综上所述,本文以TiO2和BiOCl为研究对象,运用不同的改性策略制备了多种以（001）晶面高比例暴露的TiO2和BiOCl纳米片为基底的复合光催化剂,逐步实现了其对太阳光的充分利用、光生载流子的快速分离和传输、对p-NP和TC的高效去除和快速的磁分离回收的目标。本文的研究结果为宽带系半导体材料的改性提供参考,为其进一步的实际应用打下了良好的基础。
韩秀萍[2]（2021）在《锑基或钛基光催化剂制备及其对水环境中抗生素的降解研究》文中指出目前,环境污染问题越来越受到人们的重视,特别是水体污染与人类生存息息相关。随着世界人口的增加和规模化养殖业的快速增多,全球抗生素消费量持续增长,导致大量的抗生素被排放到环境中,通过多种方式进入水体,造成严重的污染。光催化氧化技术能够将水体中的抗生素直接分解为二氧化碳、水或小分子物质,可避免抗生素在水体中存留过久而产生毒害。锑基材料和钛基材料均为宽禁带半导体材料,在紫外光照射下具有优良的光催化活性,但也存在带隙宽及光生电子-空穴对易复合等缺点,使其光催化降解效率不理想。本论文围绕水环境中抗生素残留的环境问题,较为系统地研究了光催化技术在这一领域的应用可行性,选择锑基和钛基光催化材料,通过形貌调控、稀土元素掺杂和半导体复合等方法对其进行改性,以罗丹明B（RhB）和几种抗生素为模型污染物,对所制样品的光催化性能进行评价,取得如下创新成果:1.以SbCl3为原料分别采用水热法和醇解法制备了斜方晶相和立方晶相Sb2O3光催化剂,探讨了不同晶相结构对光催化性能的影响。结果表明,紫外光照射150 min时,斜方晶相Sb2O3（Ⅱ）和立方晶相Sb2O3（Ⅰ）对RhB的降解率分别为57.01%和96.80%。立方晶相Sb2O3（Ⅰ）的光催化降解性能更优,将其用于盐酸左氧氟沙星（LVF）和磺胺吡啶（SPY）的光催化降解,紫外光照射150 min时,降解率分别为80.30%和66.16%。2.以Sb2O5和KSb（OH）6为锑源,以壳聚糖为形貌调控模板,分别制备了BaSb2O6（Ⅰ）、BaSb2O6（Ⅱ）、BaSb2O6（Ⅲ）、Pr-BaSb2O6和TrO2/BaSb2O6五种光催化剂。表征结果发现,这五种催化剂均为六方晶相结构,且具有不同的形貌,BaSb2O6（Ⅰ）为不规则颗粒状,大小40-50 nm;BaSb2O6（Ⅱ）为层状球形,直径约8μm:BaSb2O6（Ⅲ）为球状“花朵”型,直径约10μm;Pr-BaSb2O6为粒径60-80 nm分散的颗粒状:TiO2/BaSb2O6具有片层相互“交叉”形貌,粒径约800 nm。以壳聚糖为模板进行形貌调控时,BaSb2O6的比表面积由0.61 m2/g增大至101.75 m2/g,在相同条件下,对RhB的降解率由73.09%提高至83.07%。与BaSb2O6（Ⅱ）相比Pr-BaSb2O6的禁带宽度由4.70 eV减小为3.52 eV,对RhB的降解率由73.09%提高至94.02%。Pr-BaSb2O6对LVF、盐酸四环素（TCH）及磺胺嘧啶（SD）三种抗生素的降解率分别为从94%、90.84%和77.31%。与BaSb2O6（Ⅱ）相比,在相同条件下,TiO2/BaSb2O6光催化剂对RhB的降解率提高至94.46%。TiO2/BaSb2O6对LVF、TCH及SD三种抗生素表现出优异的光催化降解性能,降解率分别达100%、100%及98.21%。通过对降解液质谱检测分析,提出了LVF、TCH和SD三种抗生素的可能降解路径,并对TiO2/BaSb2O6光催化增强机理进行了探讨。3.以 KSb（OH）6为锑源,分别制备了 SrSb2O5（H2O）4（Ⅱ）和 Pr-SrSb2O5（H2O）4 两种光催化剂。结果表明,所制备的样品均具有立方晶相结构。以紫外光和可见光照射100 min时,SrSb2O5（H2O）4（Ⅱ）对 RhB 的降解率分别为 95.01%和 54.36%。与 SrSb2O5（H2O）4（Ⅱ）相比,Pr-SrSb2O5（H20）4的光催化性能有所提高,在相同条件下,对RhB的降解率分别为64.24%和98.91%。通过对降解液的质谱分析,提出了在紫外光照下Pr-SrSb2O5（H2O）4对的RhB降解途径。Pr-SrSb2O5（H2O）4对LVF、TCH、SD三种抗生素均表现出优异的光催化降解性能,紫外光照射100 min时,降解率分别为92.21%、93.32%和74.52%。4.以 KSb（OH）6 为锑源,分别制备了立方晶相的 CaSb2O5（OH）2（Ⅱ）和 Pr-CaSb2O5（OH）2光催化剂。结果表明,CaSb2O5（OH）2（Ⅱ）具有较大的比表面积（101.60 m2/g）,分别以紫外光和可见光照射100 min时,对RhB的降解率为96.64%和74.59%。与CaSb2O5（H2O）4（Ⅱ）相比,Pr-CaSb2O5（H2O）4的光催化降解性能有所提高,在相同条件下,对RhB的降解率分别为84.24%和98.29%。Pr-CaSb2O5（OH）2对LVF、TCH和SD三种抗生素也具有优异的光催化降解性能,紫外光照射100 min时,降解率分别为93.48%、98.65%和72.38%。通过对TCH降解液的质谱分析,提出了 Pr-CaSb2O5（OH）2对TCH的可能降解路径。5.以钛酸正丁酯和钨酸铵为前驱体,采用静电纺丝法分别制备了 TiO2纳米纤维和5%WO3/TiO2复合纤维,并将这两种光催化剂用于光催化降解RhB和制氢。实验结果表明,可见光照射180 min时,TiO2纳米纤维对RhB的降解率为71.70%;紫外光照射5 h时,产氢量为321.3 μmol。与TiO2纳米纤维相比,5%WO3/TiO2复合纤维的光催化性能有显着增强,在相同条件下,5%WO3/TiO2复合纤维对RhB的降解率为95.40%,产氢量为464.5μmol,对 LVF、TCH 和 SD 的降解率分别为 86.94%、79.84%和 66.31%。根据 UV-vis DRS数据结合光催化实验结果,提出了 5%WO3/TiO2复合纤维的光催化活性增强机理。
张煜桁[3]（2021）在《功能化二氧化钛薄膜制备及其可见光催化应用研究》文中研究指明光催化薄膜是具有光催化和膜分离功能的先进材料,凭借其易分离、无污染、绿色可持续等优点,被广泛应用环境治理领域。而其治理能力主要在于膜中半导体催化剂。二氧化钛（TiO2）因具有无毒、廉价、环境友好和催化性能突出等特点,成为构筑光催化薄膜的优选材料之一。然而,仍然存在限制TiO2光催化薄膜实际应用的问题与挑战:1)光利用率低,可见光催化活性有限;2)抗污、自清洁性能不佳,易受复杂污水环境影响。TiO2薄膜功能化是应对上述问题与挑战的有效方法。本论文切入点为TiO2薄膜功能化与分级多孔结构的设计。功能化TiO2薄膜能提高可见光响应范围与能力,赋予TiO2可见光催化活性。与平整光滑的薄膜相比,分级多孔结构薄膜,存在活性位点多和催化剂利用率高的优势,且具有较大的自清洁潜力。据此,本论文基于静电纺丝技术,结合溶胶-凝胶、水热以及原位聚合等方法,构筑一系列形貌可控、具有可见光活性的功能化TiO2光催化薄膜,考察其在四环素可见光降解和自清洁方面性能。研究内容主要包括:1.碳掺杂TiO2纳米管薄膜制备及其可见光催化性能研究本章提出构建碳掺杂TiO2（C-TiO2）纳米管薄膜的原位掺杂策略,以表层磺化的聚苯乙烯（PS）纳米纤维作为模板和碳源,成功构筑形貌控制完好、直径为200 nm的C-TiO2纳米管薄膜。该制备方法包括PS电纺产物的形貌控制、PS纤维表层磺化处理、溶胶-凝胶过程以及碳化成型。形貌与结构表征显示TiO2纳米颗粒均匀地镶嵌在厚度约为30 nm的碳壁上。无定型碳和石墨化碳纳米晶共同掺杂,拓宽可见光吸收范围和能力,并增强电荷转移能力。催化实验显示在150 min紫外光下,C-TiO2纳米管薄膜可完全降解四环素,其动力学常数k=0.02410 min-1,是纯TiO2纳米棒薄膜的2.64倍。C-TiO2也表现出较好的可见光活性,在210 min可见光下,对四环素的降解率达到93.1%,k=0.01247min-1。2.海藻状多孔g-C3N4/TiO2异质结薄膜制备及其可见光催化性能研究本章提出多孔石墨化氮化碳（porous g-C3N4,PCN）的水蒸气辅助原位热聚合策略,以介孔TiO2（m-TiO2）纳米纤维膜为热聚合场所,在尿素蒸气及水蒸气作用下,构筑形貌可控的海藻状PCN/m-TiO2异质结薄膜。形貌与结构表征显示海藻状PCN均匀包覆在m-TiO2外层,不仅改善了异质结薄膜的多孔性结构,而且改善了可见光吸收范围和能力,以及电荷转移能力。在最佳PCN负载量情况下,该异质结薄膜能够在150min可见光照射下实现四环素的完全降解,动力学常数k=0.0212。6min-1。在降解四环素与甲基蓝混合污染物的动态系统中,该薄膜依然可以保持较高的四环素降解性能（k=0.01388 min-1）。较好的表面自清洁性能同样反映出该薄膜具有较高的实际应用价值。3.2D/2D共价三嗪骨架@TiO2异质结薄膜制备及其可见光催化与抗污性能研究本章提出共价三嗪骨架（CTFs）的气相引发剂诱导的原位热聚合策略,以TiO2纳米片均匀生长的纳米纤维膜（2D-TiO2）为热聚合场所,在气相引发剂三氟甲烷磺酸作用下,构筑形貌可控的2D/2D CTFs@TiO2异质结薄膜。形貌与结构表征显示CTFs纳米片均匀负载在TiO2纳米片上,不仅提高了异质结薄膜的比表面积和孔容,其紧密的面-面接触方式也极大程度改善了界面电荷转移能力。在最佳CTFs负载量情况下,该薄膜可在90 min可见光照射下实现四环素的完全降解,k=0.03420 min-1。亲水的交错层叠异质结构使得该薄膜在净化含油有机模拟废液的动态系统中依然表现优异,k=0.01840 min-1。不仅如此,独特的表面双亲特性还赋予该薄膜不俗的物理抗污与光致自清洁性能,反映出在应对含油有机废液方面的较大潜力。4.Ti3+掺杂TiO2相异质结薄膜制备及其可见光催化与乳液分离性能研究本章通过氟离子调控的水热反应和低温真空活化过程,在TiO2纳米纤维膜上构筑形貌可控、具有稳定Ti3+活性位点的锐钛矿/金红石相异质结薄膜。形貌与结构表征显示直径约为150 nm的TiO2纳米棒均匀生长在纤维枝干上,形成紧密、交错的树杈状结构。不仅如此,XPS与EPR结果证实Ti3+和氧空位活性中心存在于纳米棒的体相介孔中,这一特殊结构避免Ti3+被氧化失效的问题。在最佳状态下,该相异质结薄膜拥有较好的可见光吸收能力和电荷转移能力。100 min内对四环素的降解率达到95.9%,k=0.02917 min-1。亲水的树杈状异质结构使得该薄膜在净化含油有机废液的动态系统中依然表现优异,k=0.01971 min-1。不仅如此,该树杈状薄膜还具有杰出的乳液分离性能,其对四种乳液体系的分离效率均在99%以上,反映出在应对含油有机废液方面的较大潜力。5.β-环糊精/Ag掺杂TiO2薄膜制备及其可见光催化与动态吸附性能研究本章通过紫外光辅助的静电纺丝及低温水热自组装过程,构筑具有核壳结构的β-环糊精（β-CD）、Ag掺杂TiO2纳米纤维膜（β-CD/Ag-TiO2）。形貌与结构表征显示作为外壳的介孔TiO2纳米颗粒均匀包覆在作为内核的β-CD/Ag/PAN纳米纤维上。结合可拆卸式滤头,搭建动态吸附系统并开发薄膜的器件化应用。该薄膜可应用于四环素的动态吸附。动态吸附能力主要来源于β-CD的吸附作用以及四环素分子在TiO2内部介孔中的堆积,吸附行为符合Langmuir模型。由于β-CD和Ag掺杂的协同作用,该薄膜同样具有优异的可见光催化活性。在最佳掺杂条件下,可在60 min可见光照射下完全降解四环素,k=0.05910 min-1。亲水的粗糙核壳结构使得该薄膜在净化含油有机模拟废液的动态系统中表现优异,k=0.02228 min-1。较好的自清洁性能也反映出该薄膜具有较高的实际应用潜力。
李希成[4]（2021）在《基于TiO2复合纳米管阵列的光催化燃料电池处理水环境中磺胺的研究》文中进行了进一步梳理抗生素类污染物是一类不可忽视的持久性有机污染物,对生态稳定与人类健康具有重大影响。磺胺类药物作为抗生素的一种,其使用量大、降解难,水体中残留的磺胺对人类的生命健康具有隐患。而目前用于水处理的常规方法在降解磺胺类药物污染物时效果不佳。在有机物降解方法中,高级氧化技术中的光催化法延伸而来的光催化燃料电池体系,是处理污染、解决能源问题的一种良好选择。该技术在处理废水的同时,可以回收利用污水中的化学能,探索光催化燃料电池体系降解水中磺胺污染物的能力具有重要意义。光阳极的性能是影响光催化燃料电池体系降解性能和产电效率的重要因素。TiO2是光催化燃料电池阳极的优选材料,但TiO2能带结构的缺陷会导致可见光响应差、电子-空穴对易重组等问题,使TiO2很难作为光催化燃料电池的阳极直接应用到实际水处理中。为此,通过调整物相组合、半导体复合等手段对传统TiO2纳米管阵列光阳极进行优化,解决光响应能力不足的问题,增强电子-空穴对的分离效果,构建光催化燃料电池体系,提高光催化燃料电池体系降解水中磺胺污染物的能力。采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列,通过控制煅烧温度对TiO2纳米管阵列的物相组成进行调控,通过表征测试分析发现,不同煅烧温度的样品微观形貌相似,煅烧温度为600℃时制备的TiO2纳米管阵列具有锐钛矿相-金红石相自掺杂结构,表现更加优异的光电性能,可以作为光催化燃料电池的光阳极与后续实验的基底材料。通过对比燃料电池体系与传统光催化体系在降解性能方面的差异,发现光催化燃料电池体系的处理效率更高,这可能是由于构成回路后两电极之间存在的自偏压降低了载流子复合效率。以性能优越的TiO2纳米管阵列为基底,设计、制备具有II型异质结的BiOBr/TiO2复合材料作为光阳极。复合材料光阳极具有更优的光响应性能和更显着的电子-空穴对分离效率,其电压密度是基底的1.47倍。该复合材料对磺胺的降解性能显着提升,180min内磺胺的降解率可达78%,在使用自来水作为溶剂的模拟实际污水中,对磺胺的降解率仍然能达到76%。通过浸渍-干燥法引入了金属有机骨架,采用两步法制备BiOBr/UiO-66/TiO2三元复合材料作为光阳极,成功解决了BiOBr易团聚、涂覆式光阳极材料易从基底脱落的问题,该三元复合材料的降解性能具有良好的稳定性,能循环使用。综上所述,通过物相调控、半导体复合等方法对TiO2纳米管阵列进行掺杂改性,复合材料纳米管阵列均可用于光催化燃料电池体系中的光阳极,对磺胺有良好的降解能力,为光催化燃料电池体系的未来发展和实际应用提供了理论支持和数据支撑。
朱文怡[5]（2021）在《纳米N/TiO2负载涤纶非织造材料的制备及其降解甲醛的研究》文中指出21世纪以来,汽车作为重要的交通方式,导致人们在汽车密闭空间内花费更多的时间。然而汽车内部使用的一些零部件和内饰材料可散发出有毒有害挥发性有机物质（VOCs）,使汽车可能成为危害我们生命安全的杀手,车内空气质量问题不容忽视。因此,寻找合适的材料对车内VOCs进行吸附降解有着重要意义。论文制备了一种新型吸附降解材料——N/TiO2负载材料,以期达到降低车内空气和纺织品中甲醛含量的目的。以钛酸四丁酯为前驱体,尿素为氮源,冰醋酸作为抑制剂抑制钛酸四丁酯水解,同时作为碳源,通过溶胶凝胶法制备氮掺杂二氧化钛（N/TiO2）光催化剂。XPS结果表明:氮以及羧酸盐配体可诱导价带（VB）尾态从而缩小TiO2的带隙。氮掺杂可以显着提高二氧化钛光催化液相甲醛降解效率。此外,通过单因素实验调整煅烧温度、氮钛投入比进行工艺条件优化。结果表明,当煅烧温度为400℃,氮钛比为1:2时制备的N/TiO2催化剂活性最好,氙灯照射5 h后甲醛降解效率可达到71.50%,其光催化性能较纯TiO2得到明显提高。采用碱减量法预处理汽车座椅用涤纶非织造布（PET）。使用氢氧化钠对非织造布进行处理。通过正交实验得到最佳工艺参数,即在80℃水浴锅中配置10 g/L、浴比1:30的Na OH溶液,PET浸渍时间为90 min的处理条件更有利于后续的制备工艺。处理完的碱减量PET由于烧碱刻蚀的影响,表面出现很多凹槽和气孔,吸湿性能改善,有利于吸附小分子和微小杂质。以六偏磷酸钠（SHMP）为分散剂,采用磁力搅拌-超声分散制备N/TiO2分散液,通过正交实验比较平均粒径大小得到最优水平组合,即N/TiO2和SHMP质量比为1:0.1,搅拌时间30 min,超声时间20 min。采用浸渍-二浸二轧-干燥法制备N/TiO2负载材料。通过TEM观察分散液分散情况,SEM观察制备得到的N/TiO2负载材料的形貌特征,结果表明纳米N/TiO2成功负载到PET表面。制备完成的N/TiO2负载材料采用水萃取法测试材料中的甲醛含量,并系统地测试了不同影响因素对光催化降解活性的影响。测试方法为将材料浸渍10 ppm甲醛溶液,经过24小时晾干后使用氙灯进行光催化实验。采用正交实验分析湿度、光照强度、光照时间和光催化剂负载量四个因素对N/TiO2负载材料光催化效率的影响。研究表明,光催化降解率最高达到75.13%,因素影响大小依次为分散液N/TiO2投入质量>湿度>氙气灯光照时间>氙气灯功率。采用锥形瓶作为密闭环境进行实验以测试材料的吸附降解性能。在锥形瓶中通过加热产生甲醛气体,使用纯PET、碱减量PET、N/TiO2负载材料这三种不同材料对甲醛进行吸附和光催化降解。研究结果表明,所制备的N/TiO2负载材料对甲醛有明显的吸附降解效果,在80min内的光催化降解效率达到69.50%。最后系统分析了N/TiO2负载材料对甲醛的吸附及光催化降解协同作用机理,将其应用于内饰材料降解甲醛方面具有实用性。
张倩[6]（2021）在《二氧化钛纳米片结构改性及其光催化性能的研究》文中进行了进一步梳理随着工业文明的发展,环境污染和能源紧缺问题日渐突出。以太阳能为驱动力的半导体光催化技术为解决这些问题提供了新的思路。二氧化钛（TiO2）作为一种典型的半导体催化剂,具有稳定性好、成本低、无毒、环境友好等优点,在光催化领域得到了广泛的应用。在TiO2的各种结构形态中,二维TiO2纳米片因具有高的比表面积,充足的附着位点和暴露的高活性晶面,较体相TiO2显示出更高的光催化活性。但TiO2带隙较宽,使它只能吸收紫外光,另外其较高的光生载流子复合率在很大程度上影响了TiO2的光催化性能。为了克服这些缺陷,本文围绕提高光学吸收和载流子的分离效率两个方面对TiO2纳米片进行改性,提高其光催化性能。通过降解有机污染物分子来评估其光催化性能,并进行相应的表征和分析。具体的研究内容如下:1、2D-2D N-TiO2/Ti3C2光催化剂的制备及其光催化性能研究。通过HF刻蚀和溶剂热氧化反应制备出了N-TiO2/Ti3C2光催化剂。作为对照,用溶剂热法或HF刻蚀制备了TiO2纳米片,Ti3C2MXenes和TiO2/Ti3C2复合物。通过表征和测试对制备的样品进行研究。紫外可见漫反射（UV-vis DRS）光谱显示,N-TiO2/Ti3C2复合材料的光吸收范围扩展到了可见光区域。降解实验表明,N-TiO2/Ti3C2复合材料在可见光下对Rh B表现出优异的光催化降解效率,远高于TiO2/Ti3C2,TiO2和Ti3C2MXenes。根据荧光（PL）光谱和电化学阻抗（EIS）谱的分析结果,N-TiO2/Ti3C2复合材料中的光生载流子得到有效的分离和转移,这是因为Ti3C2MXenes优异的导电性能,使得电子快速的从N-TiO2迁移到Ti3C2MXenes上。最后,我们在自由基捕获实验和电子自旋共振（ESR）测试分析的基础上,提出了一种可能的光催化反应机理。2、三元MQDs/NCDs/TiO2复合材料协同过硫酸盐光催化降解有机污染物。通过简单、温和的工艺将Mo S2量子点（MQDs）和N掺杂的碳点（NCDs）负载在TiO2纳米片上（MQDs/NCDs/TiO2）。与TiO2相比,MQDs/NCDs/TiO2复合材料表现出明显提高的光催化降解效率。PL结果显示NCDs具有特别的光转换性能,可以将长波长的可见光转换为可供TiO2吸收的短波长紫外光,从而扩展了TiO2的可见光吸收性能。此外,能带结构分析结果显示,在MQDs/NCDs/TiO2复合材料中可以形成两种异质结,这有利于光生载流子的分离和转移。另外,我们还探究了过硫酸盐对MQDs/NCDs/TiO2复合材料光催化降解效率的影响。降解实验显示,在加入一定量的过硫酸盐后,降解速率在原来基础上又进一步提高了2.15倍。最后,我们结合自由基捕获实验和ESR测试,得出了以下结论:过硫酸盐被光生电子有效激活,产生大量的硫酸盐自由基(SO4·-)和羟基自由基（·OH）。同时,过硫酸盐引起的电子消耗抑制了催化剂表面电子空穴重组,使更多的空穴参与污染物降解。3、2D-2D 1T-2H Mo S2/TiO2-x光催化剂的合成及其光催化性能的研究。采用简单的水热法和化学还原过程将1T-2H混合相Mo S2纳米带沉积在Ti3+自掺杂的TiO2纳米片上。制备出的1T-2H Mo S2/TiO2-x复合材料在可见光下对Rh B表现出优异的光催化降解性能,降解率远高于纯TiO2纳米片。Ti3+和氧空位缺陷会在TiO2导带以下的位置形成一个新的电子能级,从而缩小TiO2的带隙,提高了其可见光响应能力。此外,PL和EIS分析表明,金属1T相Mo S2可以有效加速2H相Mo S2与TiO2-x之间的电荷转移效率。最后,我们结合自由基捕获实验、ESR测试和能带分析,提出了一种可行的1T-2H Mo S2/TiO2-x体系的光催化反应机理。
李程程[7]（2021）在《S改性TiO2的合成及其光催化性能研究》文中研究指明二氧化钛（TiO2）是光催化领域中研究最多的半导体材料之一,具有氧化性强,热稳定性和化学稳定性良好,无毒且成本低廉等优点,但同时也存在禁带宽度大,可见光利用率低及光生载流子复合率较高等问题,严重制约其在光催化领域的进一步发展。为应对上述问题,本课题提出以硫磺为硫源来改性TiO2,因此在α-S与TiO2的异质结构建以及硫酸根修饰TiO2方面,做了一些探索和研究,具体研究内容如下:1、以硫磺和商品P25纳米TiO2为原料,采用低温热处理的方法成功地构建了α-S/SO42--P25异质结光催化剂。采用多种表征方法对制备的光催化剂样品进行表征和分析,结果表明,α-S纳米粒子（NS）与被硫酸根修饰的P25纳米粒子（SP25）形成II型异质结。异质结界面的形成促进了界面电子的高效转移,光生载流子的复合速率明显降低;同时,由于具有吸电子能力的硫酸根表面修饰,导致P25纳米TiO2的带隙显着缩减。所制备的II型异质结光催化剂对水中甲基橙的降解和大肠杆菌的灭菌显示出优异的可见光光催化活性,以及稳定的循环回收再利用性能。2、以硫酸氧钛为钛源,采用简单的沉淀法在500℃和700℃下合成了具有高结晶度和低结晶度的两种SO42-/TiO2氧化钛,利用硫磺对SO42-/TiO2进行表面修饰,研究修饰后光催化剂的结构和性能。对光催化剂样品的晶相结构、形貌、能带结构和光生载流子动力学等进行了详细的表征。研究结果表明,硫磺修饰低结晶度的SO42-/TiO2时,导致SO42-/TiO2样品表面硫酸根含量减少,光催化活性较差。硫磺修饰高结晶度的SO42-/TiO2时,硫磺燃烧产生的SO2与TiO2表面吸附水和羟基反应形成硫酸根,以双齿配位的模式化学吸附在高结晶度的SO42-/TiO2表面,硫酸根的形成有利于价带尾态形成,缩减禁带宽度,促进可见光的吸收,能够显着增强TiO2的可见光催化活性。
林莉娜[8]（2021）在《二氧化钛基光催化剂微结构演化及光催化机理研究》文中提出在当今大力提倡绿色节能的新时代,环境污染和资源短缺问题一直是难以解决的世界性难题。光催化技术可以巧妙地利用太阳能,打破传统热催化技术的局限,它的出现为解决全球资源环境难题开拓了新的思路。在当前报道的各种纳米光催化材料中,二氧化钛（TiO2）是最重要、用途最广泛的半导体氧化物光催化剂之一。然而大多数应用仍处于实验阶段。有限的催化活性和稳定性极大限制其产业化应用。近几十年来,研究者们一直致力于改进制备工艺来不断优化TiO2基材料的各项性能。但由于既有研究对光催化剂材料的微观结构与电荷转移关系这一核心问题的认识还不够深入,使得该领域的研究进入了瓶颈期,需要在微观尺度充分理解其光催化机理的基础上进一步探索制备工艺来实现可能的应用突破。本论文以TiO2为模型材料,通过系统地引入表面氧空位掺杂、负载纳米Au颗粒和负载纳米Ag2O颗粒制备了一系列TiO2基光催化剂,综合运用HRTEM、HAADF、EELS和Photo-KPFM等微结构研究手段,以极高的空间分辨率系统研究了材料的表面和界面结构、化学价态、电荷分布、光照对表面电势的影响等,深刻揭示了氧空位对光催化性能的影响规律、Au纳米颗粒与氧空位耦合增强电荷转移、氧空位存在下Au纳米颗粒的尺寸效应以及光催化反应过程中负载Ag2O纳米颗粒的微结构演化规律等,为开发高效光催化剂提供了理论基础和新的视角。（1）氧空位含量对TiO2微结构和性能的影响:通过高温氢气氛下还原得到一系列氧空位含量不同的Ti4+/Ti3+核壳结构的TiO2光催化剂,用于光催化分解水产氢。随着还原温度的升高,Ti3+壳层的厚度逐渐增加,最外层的O/Ti原子比逐渐减小。氧空位的引入一方面减小其晶面间距从而产生一定的表面压应力,提高了载流子迁移率。另一方面氧空位的增加导致光照下费米能级上移,光生载流子浓度增加,有利于光催化性能的提高。但过多的氧空位又会增加复合中心从而降低光生载流子的浓度。最终在700℃还原样品中达到了氧空位数量和颗粒尺寸的最佳平衡,获得了高达14.7 mmol·h-1的光催化分解水产氢速率。（2）氧空位和Au纳米颗粒耦合增强Au/TiO2-x界面电荷转移:设计了TiO2、TiO2-x、Au-TiO2和Au-TiO2-x光催化体系,从微观尺度上揭示局域表面等离子体共振效应（localized surface plasmon resonance,LSPR）诱导界面缺陷结构的电荷分离现象。研究表明,氧空位对等离子体金属/半导体体系界面电子状态进行调控,形成的非晶界面层起到局域电荷转移和降低肖特基势垒高度的作用,有助于等离子Au纳米颗粒激发更多的热电子并有更大机率跃迁到TiO2-x表面。基于氧空位与Au的耦合作用,在黑暗下有大量电子从TiO2-x转移到Au,在可见光下Au表面激发的热电子又跃迁到TiO2-x表面进行光催化反应。最后提出“撑杆跳”效应解释界面处的这种电荷传递机制,该研究对其他催化剂的开发和设计具有重要的借鉴作用。（3）Au纳米颗粒的尺寸效应对Au-TiO2-x结构和性能的影响:通过改变Au的负载量,得到一系列不同Au粒径的Au-TiO2-x催化剂,用于光降解亚甲基蓝实验。Au粒径最小的Au-TiO2-x具有最好的光催化性能。随着Au粒径的增大,LSPR强度逐渐变强。但LSPR的弛豫方式由非辐射弛豫转化为辐射弛豫,即大部分能量转化为热能和光能,导致参与反应的有效热电子数量大大减少。同时,样品的吸光面积、界面接触面积和反应位点数量都随着Au粒径的增大而减少。结果表明,尽管尺寸效应决定了贵金属/半导体光催化体系的整体光电性能,但本质上是通过对等离子体金属/半导体体系界面结构和电荷转移机制进行调控,从而影响光催化性能。（4）Ag2O/TiO2异质结光催化剂界面结构与循环性能的研究:通过沉淀法和水热法制备了Ag2O/TiO2异质结光催化剂,并在可见光下连续光降解亚甲基蓝染料五次。研究发现,第二轮开始光催化性能明显提高,之后性能基本保持稳定,一直高于第一轮。由于Ag2O的光不稳定性,在可见光照射下会发生团聚和光还原现象,形成Ag2O@Ag核壳结构。因此光源的引入不仅促进界面处的氧化还原反应,还会通过界面调控发生重构现象,最终形成相对稳定的Ag2O@Ag-TiO2-x复合结构,大大提高光催化性能。
吴晶[9]（2020）在《强化TiO2光生电荷分离的调控策略及光催化还原CO2效能研究》文中提出利用半导体光催化技术将CO2还原为高附加值化学品被认为是解决由化石燃料的燃烧带来的能源危机和温室效应这两大问题的一举两得的方法。在众多光催化剂中,n型半导体Ti O2因低成本、高稳定性、环境友好等优点被认为是极具潜力的还原CO2的光催化剂材料。在众多形貌的Ti O2光催化剂中,Ti O2纳米管和Ti O2纳米带因具有高度有序的结构、快速的电子传输性能和高比表面积而备受关注。但Ti O2也存在着光生电荷复合几率较高的缺陷。Ti O2较宽的带隙还使得它对太阳光的利用率较低。这些缺陷严重影响着Ti O2的光催化性能。因此,本论文开展了以下研究工作,通过构建分子桥连的Z型异质结复合体,对光生空穴和电子进行同步调控,构建p-n异质结复合体以及引入贵金属的方法来增强Ti O2的光吸收性能及光生电荷的分离;通过构建光阴极微生物电化学系统,将光能和废水中的化学能结合来提高Ti O2光生电荷的分离及光催化还原CO2性能,并对光生电荷传递和转移过程机制进行解析。针对TiO2光生电荷分离差及太阳光利用率低的问题,首先构建了P-O分子桥连的Z型g-C3N4/TiO2纳米管异质结复合体。结果表明,g-C3N4的复合和P-O分子桥的引入显着改善了Ti O2纳米管光催化还原CO2性能。还原产物乙酸、甲酸和甲醇的最高生成效率分别为6.7±0.11 mg L-1 h-1 cm-2,4.1±0.09 mg L-1 h-1cm-2和5.5±0.10 mg L-1 h-1 cm-2,是TNTs的3.3,2.9和3.5倍。光催化性能提高主要归因于g-C3N4的复合增强了复合体对可见光的吸收,同时Z型异质结的构建不仅提高了光生电子和空穴的分离,还保留了复合体中具有较强还原能力的光生电子。P-O桥的引入加速了Ti O2和g-C3N4界面间的电子转移,进一步提高了光生电子和空穴的分离。以Na HCO3为造孔剂,制备了Al-O分子桥连的Z型多孔g-C3N4/Ti O2纳米管异质结复合体。结果表明,Al-O分子桥连的多孔g-C3N4/Ti O2纳米管复合体的CO2还原产物乙酸、甲酸和甲醇的最高生成效率要高于P-O分子桥连的g-C3N4/Ti O2纳米管复合体。性能提高的主要原因是g-C3N4多孔结构的存在使得复合体对可见光的吸收进一步增强,同时Al-O分子桥加快界面间电子转移作用要强于P-O分子桥。在光催化还原CO2过程中,由于水氧化反应需要四个空穴参与,因此除了调控光生电子,对光生空穴的调控同样具有重要意义。因此提出了对光生电子和空穴进行同步调控的策略。首先利用Mn Ox和r-GO对Ti O2纳米管进行共修饰来改善其光催化性能。结果表明,Mn Ox和r-GO的共修饰能够有效提高Ti O2纳米管光生电荷的分离,主要归因于Mn Ox和r-GO对光生空穴和电子的同步调控作用,即Mn Ox对光生空穴的捕获和r-GO对光生电子的传递和转移。改性后的Ti O2纳米管对乙酸和甲酸的合成具有选择性,乙酸和甲酸的最高生成效率分别为5.2±0.13 mg L-1 h-1 cm-2和3.1±0.11 mg L-1 h-1 cm-2,是TNTs的2.5和2.2倍。制备了Mn Ox和Pd共修饰的Ti O2纳米管,通过Mn Ox和Pd对光生空穴和电子的同步调控作用来提高Ti O2纳米管光生电荷的分离。改性后的Ti O2纳米管对乙酸和甲酸的合成同样具有选择性,乙酸和甲酸的最高生成效率要高于Mn Ox和r-GO共修饰的Ti O2纳米管,主要原因是Pd纳米粒子作为助催化剂,不仅能传递和转移光生电子,还能提供表面活性位点,促进CO2分子的活化。利用水热法制备了TiO2纳米带,并构建了Co3O4/Ti O2纳米带p-n异质结复合体光催化剂。Co3O4的复合有效的提高了Ti O2纳米带对可见光的吸收,同时p-n结的构建引入的自建电场提高了Ti O2纳米带光生电子和空穴的空间分离,从而提高了Ti O2纳米带光催化还原CO2性能。在Co3O4/Ti O2纳米带p-n异质结复合体上继续引入金属Pd纳米粒子来传递和转移光生电子,进一步提高了异质结复合体光生电荷的分离。优化后的7Pd/0.27Co3O4/TNBs样品的乙酸、甲酸和甲醇的生成效率最高,分别为7.2±0.13 mg L-1 h-1 cm-2、5.2±0.08 mg L-1 h-1cm-2和6.0±0.07 mg L-1 h-1 cm-2,是Ti O2纳米带的5.5、8.7和6.7倍。除了对催化剂自身进行改性,构建光阴极微生物电化学系统,将废水中的化学能与光能结合,也是提高光催化剂性能的有效手段。因此,将合成的改性Ti O2纳米带和纳米管制备成光电极并作为光阴极,与微生物阳极耦合构建了光阴极微生物电化学系统。结果表明由0.27Co3O4/TNBs、7Pd/0.27Co3O4/TNBs催化剂制备的光阴极电位与微生物阳极电位能够很好的匹配,可实现系统的构建。其中,7Pd/0.27Co3O4/TNBs光阴极微生物电化学系统在光照下的乙酸、甲酸和甲醇生成效率与不同改性方法下制备的样品相比最高,分别为9.5±0.28 mg L-1h-1 cm-2,7.5±0.22 mg L-1 h-1 cm-2和8.1±0.18 mg L-1 h-1 cm-2,是单独7Pd/0.27Co3O4/TNBs光阴极在光照下乙酸、甲酸和甲醇生成效率的1.3、1.4和1.4倍。相较于单独的光阴极,系统在光照下CO2还原性能的提高归因于阳极微生物氧化废水中的有机物产生的电子通过外电路流到光阴极,提高了光阴极光生电子和空穴的分离。本研究的开展,为设计合成具有高光生电荷分离的处理环境污染和能源危机问题的光催化剂材料提供新方法。
齐慧萍[10]（2020）在《TiO2介晶功能化及光催化降解有机污染物研究》文中认为介晶（mesocrystals,MCs）是一种由纳米晶以结晶学有序的方式自组装形成的具有纳米超结构的新材料。介晶因其独特的分级结构而具有比单晶更大的比表面积和孔隙率、比多晶更高的结晶度以及相对提升的载流子分离效率,TiO2介晶因此相比普通的TiO2具有更优异的光催化活性。但是TiO2介晶（TMCs）仍然受制于可见光响应差、光生载流子复合几率高、回收利用困难以及无光催化选择性等问题,并且目前对于介晶的研究尚处于起步阶段,对其生长机理和改性研究仍然不够,因此对TiO2介晶的改性及功能化研究具有很高的价值。本文针对TiO2介晶的改性和功能化研究做出了如下工作。（1）通过简单的光还原和酯化反应合成了 Ag沉积的氧化石墨烯-TiO2介晶（Ag/GO-TMCs）复合光催化剂。Ag/GO-TMCs既保持了 TiO2介晶的独特结构,同时Ag的表面等离子体共振效应和GO的大比表面积和高载流子迁移速率赋予了 Ag/GO-TMCs复合材料更好的吸附性能、光吸收性能和光生载流子分离效率,与未进行功能化改性的TiO2介晶相比,Ag/GO-TMCs-7.5%对有机染料罗丹明B（RhB）的吸附和光催化降解效率分别提高约5%和45%。催化剂循环使用至少5次后,催化降解效率仍高于90%。（2）通过沉积-沉淀法和水热法合成了 AgI-TiO2介晶-还原氧化石墨烯（AgI-TMCs-rGO）复合光催化剂,研究表明,AgI和rGO在对TiO2介晶进行功能化改性的同时AgI本身的光腐蚀得到了有效的抑制。在所制备的功能化AgI-TMCs-rGO光催化剂中,20%AgI-TMCs-rGO具有最高的光催化活性和重复利用性能,在可见光下对RhB的降解效率较TiO2介晶提高了约40%。（3）提出了一种新的制备磁性TiO2介晶复合光催化剂的合成方法,即将不同形貌的Fe3O4进行表面氨基化,然后利用Fe3O4表面氨基与GO表面羧基之间的酰胺化反应合成磁性TiO2介晶复合光催化剂（Fe3O4/GO-TMCs）。研究表明制备所得两种Fe3O4/GO-TMCs的吸附能力、光电转化率、光生载流子分离效率和可见光照射下的光催化活性均优于TiO2介晶,同时磁性功能化赋予了材料便利的回收利用性能以及高重复利用性能。（4）选择Pr3+和2-仲丁基-4,6-二硝基苯酚（DNBP）分别作为掺杂离子和印迹分子（目标污染物分子）并利用自组装分子印迹法合成了 Pr掺杂的分子印迹TiO2介晶（Pr-MIP-TMCs）,这是首次对分子印迹TiO2介晶制备的研究。制备所得Pr-MIP-TMCs在催化降解DNBP和DNBP/苯酚混合溶液实验中均表现出了对DNBP的吸附和光催化选择性,并且很好地保持了 TiO2介晶结构。其中2%Pr-MIP-TMCs展示了 5倍于TiO2介晶的光催化反应速率常数以及良好的光催化循环性能。
二、TiO_2纳米晶表面羟基自由基的生成对光催化性能的影响（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、TiO_2纳米晶表面羟基自由基的生成对光催化性能的影响（论文提纲范文）
（1）(001)晶面高比例暴露TiO2和BiOCl基光催化剂的制备及降解有机污染物的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 半导体光催化技术 |
| 1.1.1 半导体光催化技术的原理 |
| 1.1.2 TiO_2和BiOCl光催化剂 |
| 1.1.3 TiO_2和BiOCl光催化剂存在的问题 |
| 1.2 TiO_2和BiOCl光催化剂的改性方法 |
| 1.2.1 微结构调控 |
| 1.2.2 复合光催化剂的制备 |
| 1.3 磁性复合光催化剂 |
| 1.4 TiO_2和BiOCl光催化剂在污水处理中的应用 |
| 1.4.1 酚类废水 |
| 1.4.2 抗生素废水 |
| 1.4.3 染料废水 |
| 1.4.4 农药和杀虫剂废水 |
| 1.5 本文的研究内容和意义 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 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 光催化剂的表征 |
| 2.2.1 X射线衍射 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜和能谱 |
| 2.2.3 透射电子显微镜 |
| 2.2.4 紫外可见漫反射光谱 |
| 2.2.5 拉曼光谱 |
| 2.2.6 光致发光光谱 |
| 2.2.7 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.2.8 X射线能谱 |
| 2.2.9 振动样品磁强计 |
| 2.2.10 离子色谱 |
| 2.2.11 电化学工作站 |
| 2.3 光催化降解性能测试 |
| 2.3.1 光催化装置 |
| 2.3.2 光催化降解实验 |
| 2.3.3 总有机碳测试 |
| 2.3.4 中间产物毒性测试 |
| 2.3.5 自由基捕获实验 |
| 第3章 (001)晶面高比例暴露TiO_2纳米片的制备和光催化降解p-NP的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 T-xHF的制备和表征 |
| 3.2.1 T-xHF的制备 |
| 3.2.2 T-xHF的表征 |
| 3.3 T-xHF的生长机制 |
| 3.4 T-xHF光催化剂降解p-NP的性能 |
| 3.5 T-xHF光催化降解p-NP的影响因素 |
| 3.5.1 初始p H值 |
| 3.5.2 催化剂投加量 |
| 3.5.3 p-NP浓度 |
| 3.6 T-xHF光催化降解p-NP的机理 |
| 3.7 T-xHF光催化剂的稳定性 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 RGO和 g-C_3N_4改性(001)晶面高比例暴露TiO_2复合光催化剂的制备和降解p-NP的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TR和TG复合光催化剂的制备 |
| 4.2.1 T-1.0HF的制备 |
| 4.2.2 TR复合光催化剂的制备 |
| 4.2.3 TG复合光催化剂的制备 |
| 4.3 TR复合光催化剂的表征和降解p-NP的性能 |
| 4.3.1 TR复合光催化剂的表征 |
| 4.3.2 TR复合光催化剂降解p-NP的性能 |
| 4.3.3 TR复合光催化剂降解p-NP的影响因素 |
| 4.3.4 响应面优化TR复合光催化剂降解p-NP条件 |
| 4.3.5 TR复合光催化剂的稳定性 |
| 4.3.6 TR复合光催化剂降解p-NP的机理分析 |
| 4.4 TG复合光催化剂的表征和降解p-NP的性能 |
| 4.4.1 TG复合光催化剂的表征 |
| 4.4.2 TG复合光催化剂降解p-NP的性能 |
| 4.4.3 TG复合光催化剂降解p-NP的机理 |
| 4.4.4 TG复合光催化剂的稳定性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 可磁分离ZnFe_2O_4/TiO_2/RGO三元复合光催化剂的制备和降解p-NP的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 ZTR三元复合光催化剂的制备和表征 |
| 5.2.1 ZTR三元复合光催化剂的制备 |
| 5.2.2 ZTR三元复合光催化剂的表征 |
| 5.3 ZTR复合光催化剂降解p-PN的性能 |
| 5.4 ZTR复合光催化剂降解p-PN的影响因素 |
| 5.4.1 初始pH值 |
| 5.4.2 催化剂投加量 |
| 5.4.3 p-NP浓度 |
| 5.4.4 不同水体 |
| 5.5 ZTR复合光催化剂降解p-NP的机理 |
| 5.5.1 活性物种鉴别 |
| 5.5.2 光催化机理 |
| 5.6 ZTR复合光催化剂降解p-NP的路径 |
| 5.7 ZTR复合光催化剂的稳定性 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 (001)晶面高比例暴露BiOCl纳米片及其复合光催化剂的制备和降解TC的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 光催化剂的制备和表征 |
| 6.2.1 (001)晶面高比例暴露BiOCl纳米片的制备 |
| 6.2.2 BG复合光催化剂的制备 |
| 6.2.3 BG复合光催化剂的表征 |
| 6.3 BG复合光催化剂降解TC的性能 |
| 6.4 BG复合光催化剂降解TC的中间产物毒性测试 |
| 6.5 BG复合光催化剂降解TC的机理 |
| 6.6 BG复合光催化剂降解TC的路径 |
| 6.7 BG复合光催化剂的稳定性 |
| 6.8 本章小结 |
| 第7章 结论与创新点 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（2）锑基或钛基光催化剂制备及其对水环境中抗生素的降解研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 水体环境中抗生素的去除方法 |
| 1.2.1 吸附法 |
| 1.2.2 生物法 |
| 1.2.3 高级氧化法 |
| 1.3 光催化剂的制备方法 |
| 1.3.1 固相法 |
| 1.3.2 水热/溶剂热法 |
| 1.3.3 模板法 |
| 1.3.4 微乳液法 |
| 1.3.5 溶胶-凝胶法 |
| 1.3.6 静电纺丝法 |
| 1.4 光催化剂性能增强策略 |
| 1.4.1 构建异质结 |
| 1.4.2 元素掺杂 |
| 1.4.3 形貌调控 |
| 1.4.4 多元复合 |
| 1.5 光催化技术降解抗生素的研究进展 |
| 1.5.1 磺胺类抗生素(SAs) |
| 1.5.2 四环素类抗生素(TCs) |
| 1.5.3 喹诺酮类抗生素(QNs) |
| 1.5.4 大环内酯类抗生素(MLs) |
| 1.6 锑基光催化剂的研究进展 |
| 1.6.1 氧化锑 |
| 1.6.2 锑酸盐 |
| 1.7 二氧化钛基光催化剂的研究进展 |
| 1.8 本文的研究思路和主要研究内容 |
| 1.8.1 研究思路 |
| 1.8.2 研究内容 |
| 1.9 技术路线 |
| 1.10 本论文的创新点 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料与试剂 |
| 2.2 主要仪器及设备 |
| 2.3 样品表征技术 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱(EDS)分析 |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.3.5 BET比表面分析 |
| 2.3.6 紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)分析 |
| 2.3.7 光电流和交流阻抗分析 |
| 2.3.8 质谱分析 |
| 2.4 光催化性能测试 |
| 2.4.1 模型化合物的选择 |
| 2.4.2 光催化实验 |
| 3 不同形貌Sb_2O_3的调控制备及其光催化降解抗生素研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 制备方法 |
| 3.2.1 醇解法 |
| 3.2.2 水热法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 制备条件对Sb_2O_3晶型的影响 |
| 3.3.2 制备条件对Sb_2O_3形貌的影响 |
| 3.3.3 制备条件对Sb_2O_3吸光性能的影响 |
| 3.3.4 制备条件对Sb_2O_3光催化性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 BaSb_2O_6复合光催化剂的制备及其降解抗生素性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 制备方法 |
| 4.2.1 BaSb_2O_6光催化剂的制备 |
| 4.2.2 改性BaSb_2O_6光催化剂的制备 |
| 4.2.3 TiO_2/BaSb_2O_6复合光催化剂的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 BaSb_2O_6光催化剂 |
| 4.3.2 改性BaSb_2O_6催化剂 |
| 4.3.3 TiO_2/BaSb_2O_6 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 SrSb_2O_5(H_2O)_4与CaSb_2O_5(OH)_2的制备及其降解抗生素性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 制备方法 |
| 5.2.1 SrSb_2O_5(H_2O)_4光催化剂的制备 |
| 5.2.2 Pr-SrSb_2O_5(H_2O)_4的制备 |
| 5.2.3 CaSb_2O_5(OH)_2光催化剂的制备 |
| 5.2.4 Pr-CaSb_2O_5(OH)_2的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 XRD分析 |
| 5.3.2 XPS分析 |
| 5.3.3 形貌及EDS分析 |
| 5.3.4 比表面积和孔径分布 |
| 5.3.5 UV-vis DRS分析 |
| 5.3.6 光催化降解性能 |
| 5.3.7 光电流和阻抗分析 |
| 5.3.8 光催化机理分析 |
| 5.3.9 稳定性评价 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 WO_3/TiO_2光催化剂的制备及其降解抗生素性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 制备方法 |
| 6.2.1 TiO_2纳米纤维的制备 |
| 6.2.2 WO_3/TiO_2纳米纤维的制备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 XRD分析 |
| 6.3.2 SEM分析 |
| 6.3.3 XPS分析 |
| 6.3.4 UV-vis DRS分析 |
| 6.3.5 比表面积和孔径分布 |
| 6.3.6 光催化性能 |
| 6.3.7 光电流分析 |
| 6.3.8 光催化机理分析 |
| 6.3.9 稳定性评价 |
| 6.4 本章小结 |
| 7.结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（3）功能化二氧化钛薄膜制备及其可见光催化应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体光催化机理 |
| 1.3 TiO_2 |
| 1.3.1 TiO_2结构 |
| 1.3.2 TiO_2光催化薄膜 |
| 1.4 TiO_2光催化薄膜制备方法 |
| 1.4.1 物理沉积法 |
| 1.4.2 化学气相沉积法 |
| 1.4.3 阳极氧化法 |
| 1.4.4 湿化学法 |
| 1.4.5 静电纺丝法 |
| 1.5 TiO_2光催化薄膜功能化 |
| 1.5.1 金属掺杂 |
| 1.5.2 非金属元素掺杂 |
| 1.5.3 碳复合材料 |
| 1.5.4 构筑异质结 |
| 1.6 功能化TiO_2光催化薄膜在水净化领域研究进展 |
| 1.6.1 有机污染物降解 |
| 1.6.2 乳液分离 |
| 1.6.3 抗污自清洁 |
| 1.6.4 其他应用 |
| 1.7 选题背景、意义及研究内容 |
| 1.7.1 创新点 |
| 第二章 碳掺杂TiO_2纳米管薄膜制备及其可见光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 仪器与试剂 |
| 2.2.2 碳掺杂TiO_2纳米管薄膜制备 |
| 2.2.3 材料表征 |
| 2.2.4 光催化性能评估 |
| 2.2.5 自清洁性能评估 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 形貌与结构分析 |
| 2.3.2 光学性质 |
| 2.3.3 光催化性能 |
| 2.3.4 自清洁性能 |
| 2.3.5 光催化机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 海藻状多孔g-C_3N_4/TiO_2异质结薄膜制备及其可见光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 仪器与试剂 |
| 3.2.2 PCN/m-TiO_2异质结薄膜制备 |
| 3.2.3 材料表征 |
| 3.2.4 光催化性能评估 |
| 3.2.5 自清洁性能评估 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 形貌与结构分析 |
| 3.3.2 光学性质 |
| 3.3.3 光催化性能 |
| 3.3.4 自清洁性能 |
| 3.3.5 光催化机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 2D/2D共价三嗪骨架@TiO_2异质结薄膜制备及其可见光催化与抗污性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 仪器与试剂 |
| 4.2.2 2D/2D CTFs@TiO_2异质结薄膜制备 |
| 4.2.3 材料表征 |
| 4.2.4 光催化性能评估 |
| 4.2.5 自清洁性能评估 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 形貌与结构分析 |
| 4.3.2 光学性质 |
| 4.3.3 光催化性能 |
| 4.3.4 抗污与自清洁 |
| 4.3.5 光催化机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Ti~(3+)掺杂TiO_2相异质结薄膜制备及其可见光催化与乳液分离性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 仪器与试剂 |
| 5.2.2 Ti~(3+)-TiO_2相异质结薄膜制备 |
| 5.2.3 材料表征 |
| 5.2.4 光催化性能评估 |
| 5.2.5 自清洁性能评估 |
| 5.2.6 乳液分离性能评估 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 形貌与结构分析 |
| 5.3.2 光学性质 |
| 5.3.3 光催化性能 |
| 5.3.4 自清洁性能 |
| 5.3.5 乳液分离性能 |
| 5.3.6 光催化机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 β-环糊精/Ag掺杂TiO_2薄膜制备及其可见光催化与动态吸附性能研究6.1 引言 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 仪器与试剂 |
| 6.2.2 β-CD/Ag-TiO_2薄膜制备 |
| 6.2.3 动态吸附系统构建 |
| 6.2.4 材料表征 |
| 6.2.5 光催化性能评估 |
| 6.2.6 自清洁性能 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 形貌与结构分析 |
| 6.3.2 动态吸附性能 |
| 6.3.3 光学性质 |
| 6.3.4 光催化性能 |
| 6.3.5 自清洁性能 |
| 6.3.6 光催化机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的与本毕业论文相关的学术论文 |
| 致谢 |
（4）基于TiO2复合纳米管阵列的光催化燃料电池处理水环境中磺胺的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 磺胺的性质及其对环境的影响 |
| 1.2.1 磺胺的理化性质 |
| 1.2.2 磺胺类药物对环境的影响与现状 |
| 1.3 水中抗生素类药物去除方法的研究现状 |
| 1.3.1 国内外去除水中抗生素类药物方法的研究进展 |
| 1.3.2 光催化燃料电池体系的原理及应用 |
| 1.3.3 TiO_2基光催化燃料电池的缺陷与改进方法 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 创新点 |
| 1.6 技术路线 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验材料及方法 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.1.3 光阳极的制备 |
| 2.2 光阳极的结构与性能表征方法 |
| 2.2.1 晶形结构表征 |
| 2.2.2 微观结构表征 |
| 2.2.3 元素组成与价态分析 |
| 2.2.4 电化学性能测试 |
| 2.3 污染物的选取与降解测试 |
| 2.3.1 抗生素污染物的选取与配置 |
| 2.3.2 污染物降解率的测试与计算方法 |
| 2.4 光催化燃料电池体系的性能和稳定性 |
| 2.4.1 pH对光催化燃料电池体系的影响 |
| 2.4.2 自来水用作模拟污染物的溶剂对光催化燃料电池体系的影响 |
| 2.4.3 光阳极重复使用稳定性测试方法 |
| 2.4.4 光催化燃料电池体系降解磺胺的机理探究方法 |
| 第3章 TiO_2纳米管阵列的优化及其用于光催化燃料电池阳极的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验内容 |
| 3.2.1 Ti箔的前处理 |
| 3.2.2 TiO_2纳米管阵列的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 TiO_2纳米管阵列的形貌表征与分析 |
| 3.3.2 TiO_2纳米管阵列的组成表征与分析 |
| 3.3.3 TiO_2纳米管阵列的电化学性能测试与分析 |
| 3.3.4 TiO_2纳米管阵列的光催化性能测试 |
| 3.3.5 光催化燃料电池的性能稳定性测试 |
| 3.3.6 降解机理分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 BiOBr/TiO_2复合纳米管阵列用于光催化燃料电池阳极的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 BiOBr/TiO_2复合纳米管阵列的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 BiOBr/TiO_2复合纳米管阵列的形貌表征与分析 |
| 4.3.2 BiOBr/TiO_2复合纳米管阵列的组成表征与分析 |
| 4.3.3 BiOBr/TiO_2复合纳米管阵列的电化学性能测试与分析 |
| 4.3.4 BiOBr/TiO_2复合纳米管阵列的光催化性能测试与分析 |
| 4.3.5 光催化反应中主要活性物质的确定 |
| 4.3.6 光催化燃料电池的性能稳定性测试 |
| 4.3.7 降解机理分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 BiOBr/UiO-66/TiO_2三元复合纳米管阵列用于光催化燃料电池阳极的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 BiOBr/UiO-66/TiO_2复合纳米管阵列的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 BiOBr/UiO-66/TiO_2复合纳米管阵列的形貌表征与分析 |
| 5.3.2 BiOBr/UiO-66/TiO_2复合纳米管阵列的XRD表征与分析 |
| 5.3.3 BiOBr/UiO-66/TiO_2复合纳米管阵列的XPS表征与分析 |
| 5.3.4 BiOBr/UiO-66/TiO_2复合纳米管阵列的电化学性能测试与分析 |
| 5.3.5 BiOBr/UiO-66/TiO_2复合纳米管阵列的光催化性能测试与分析 |
| 5.3.6 光催化主要活性物质的确定 |
| 5.3.7 光催化燃料电池的性能稳定性测试 |
| 5.3.8 降解机理分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）纳米N/TiO2负载涤纶非织造材料的制备及其降解甲醛的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 挥发性有机物及检测标准 |
| 1.2.1 挥发性有机物来源和危害 |
| 1.2.2 挥发性有机物检测方法和指标 |
| 1.3 负载型光催化剂研究进展 |
| 1.3.1 光催化剂的催化机理 |
| 1.3.2 提高TiO_2光催化活性的方法 |
| 1.3.3 光催化剂的载体 |
| 1.3.4 光催化剂的负载方法 |
| 1.4 课题研究目的及主要内容 |
| 1.4.1 研究目的及思路 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 N/TiO_2纳米材料的制备 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验药品与试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.1.3 实验制备工艺 |
| 2.1.4 制备工艺优化 |
| 2.1.5 样品形貌结构表征 |
| 2.2 乙酰丙酮法光催化性能评价 |
| 2.2.1 标准曲线绘制 |
| 2.2.2 光催化性能评价 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 TiO_2和N/TiO_2光催化性能 |
| 2.3.2 煅烧温度对光催化性能的影响 |
| 2.3.3 氮钛比对光催化性能的影响 |
| 2.3.4 样品形貌及结构表征分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 N/TiO_2负载材料的制备与表征 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 实验药品与试剂 |
| 3.1.2 实验仪器 |
| 3.1.3 样品形貌结构表征 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 碱减量处理工艺 |
| 3.2.2 分散液制备工艺 |
| 3.2.3 负载材料的制备 |
| 3.2.4 效果评价方法 |
| 3.3 碱减量处理工艺优化 |
| 3.3.1 碱减量处理前期实验 |
| 3.3.2 碱减量最佳工艺条件 |
| 3.4 分散液制备工艺优化 |
| 3.4.1 正交实验设计 |
| 3.4.2 分散效果评价 |
| 3.5 负载材料形貌及性能表征 |
| 3.5.1 N/TiO_2负载材料负载牢度分析 |
| 3.5.2 N/TiO_2负载材料形貌表征 |
| 3.5.3 N/TiO_2负载材料性能表征 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 N/TiO_2负载材料降解甲醛性能和机理研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 实验药品与试剂 |
| 4.1.2 实验仪器 |
| 4.2 测试实验部分 |
| 4.2.1 水萃取法 |
| 4.2.2 甲醛吸附降解实验 |
| 4.3 水萃取法光催化性能评价 |
| 4.3.1 标准曲线绘制 |
| 4.3.2 正交实验方案 |
| 4.3.3 光催化影响因素分析 |
| 4.4 吸附及光催化性能机理分析 |
| 4.4.1 负载织物对甲醛的吸附性能 |
| 4.4.2 负载材料对甲醛的吸附及光催化降解协同作用机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 主要结论与展望 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（6）二氧化钛纳米片结构改性及其光催化性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 半导体光催化技术简介 |
| 1.2.1 光催化的基本原理 |
| 1.2.2 光催性能的影响因素 |
| 1.2.3 光催化技术的应用 |
| 1.3 TiO_2光催化剂材料 |
| 1.3.1 TiO_2简介 |
| 1.3.2 TiO_2纳米片的合成方法 |
| 1.3.3 TiO_2纳米材料的研究进展 |
| 1.4 本课题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 2D-2D N-TiO_2/Ti_3C_2光催化剂的制备及其光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品和仪器 |
| 2.2.2 催化剂的制备 |
| 2.2.3 催化剂的表征 |
| 2.2.4 光催化性能测试 |
| 2.2.5 自由基捕获实验 |
| 2.3 实验结果及分析讨论 |
| 2.3.1 XRD表征及分析 |
| 2.3.2 微观形貌表征及分析 |
| 2.3.3 XPS表征及分析 |
| 2.3.4 光学吸收性能分析 |
| 2.3.5 荧光性能 |
| 2.3.6 电化学阻抗分析 |
| 2.3.7 光催化性能评估 |
| 2.3.8 催化剂稳定性能的评估 |
| 2.3.9 催化剂耐受性能的评估 |
| 2.3.10 催化剂对模拟工业废水的降解测试 |
| 2.3.11 光催化机理的探究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 三元MQDs/NCDs/TiO_2复合材料协同过硫酸盐光催化降解有机污染物 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品和仪器 |
| 3.2.2 催化剂的制备 |
| 3.2.3 样品的表征 |
| 3.2.4 光催化性能测试 |
| 3.2.5 自由基捕获实验 |
| 3.3 实验结果及分析讨论 |
| 3.3.1 XRD表征及分析 |
| 3.3.2 微观形貌表征及分析 |
| 3.3.3 XPS表征及分析 |
| 3.3.4 比表面积和孔结构分析 |
| 3.3.5 光学吸收性能分析 |
| 3.3.6 荧光分析 |
| 3.3.7 电化学阻抗分析 |
| 3.3.8 光催化性能评估 |
| 3.3.9 循环和稳定性能的评估 |
| 3.3.10 催化剂耐受性能的评估 |
| 3.3.11 催化剂对模拟工业废水的降解测试 |
| 3.3.12 活性物种分析 |
| 3.3.13 光催化机理的探究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 2D-2D1T-2H MoS_2/TiO_(2-x)光催化剂的合成及其光催化性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品和仪器 |
| 4.2.2 催化剂的制备 |
| 4.2.3 催化剂的表征 |
| 4.2.4 吸附性能测试 |
| 4.2.5 光催化性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 XRD表征及分析 |
| 4.3.2 微观形貌表征及分析 |
| 4.3.3 XPS表征及分析 |
| 4.3.4 Ti~(3+)和氧空位缺陷的测试 |
| 4.3.5 比表面积和孔结构分析 |
| 4.3.6 光学吸收性能分析 |
| 4.3.7 荧光分析 |
| 4.3.8 电化学阻抗分析 |
| 4.3.9 吸附性能评估 |
| 4.3.10 光催化性能评估 |
| 4.3.11 循环和稳定性能的评估 |
| 4.3.12 催化剂耐受性能的评估 |
| 4.3.13 催化剂对模拟工业废水的降解测试 |
| 4.3.14 光催化机理的探究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 主要结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（7）S改性TiO2的合成及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TiO_2光催化研究概述 |
| 1.2.1 TiO_2光催化的基本原理 |
| 1.2.2 TiO_2的制备方法 |
| 1.2.3 TiO_2光催化的环境应用 |
| 1.3 TiO_2的光催化剂改性研究 |
| 1.3.1 TiO_2的改性原理 |
| 1.3.2 TiO_2改性的方法 |
| 1.4 TiO_2异质结 |
| 1.4.1 异质结的概念 |
| 1.4.2 异质结的分类 |
| 1.5 硫元素半导体光催化剂 |
| 1.6 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 α-S/SO_4~(2-)-P25 异质结构建及可见光光催化灭菌和有机物降解研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 本章研究内容 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 催化剂的制备 |
| 2.3.2 催化剂的表征 |
| 2.3.3 可见光光催化活性测试 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 样品形貌结构分析 |
| 2.4.2 表面化学分析 |
| 2.4.3 UV-Vis DRS表征及能带结构分析 |
| 2.4.4 光生载流子动态分析 |
| 2.4.5 光催化活性评价 |
| 2.4.6 α-S/SO_4~(2-)-P25 异质结光催化活性的机理 |
| 2.4.7 光催化剂的优化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 S修饰SO_4~(2-)/TiO_2的制备及其可见光催化降解性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 主要实验试剂和仪器 |
| 3.2.2 催化剂的制备 |
| 3.2.3 催化剂的表征 |
| 3.2.4 可见光光催化活性评价 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 样品形貌结构分析 |
| 3.3.2 表面化学状态分析 |
| 3.3.3 能带结构分析 |
| 3.3.4 光生载流子动态分析 |
| 3.3.5 光催化活性评价 |
| 3.3.6 光催化机理分析 |
| 3.3.7 光催化剂的优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）二氧化钛基光催化剂微结构演化及光催化机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 二氧化钛光催化概述 |
| 1.2.1 二氧化钛晶型结构 |
| 1.2.2 二氧化钛光催化基本原理 |
| 1.2.3 二氧化钛基光催化剂的应用 |
| 1.3 二氧化钛光生电荷行为和光催化性能的研究 |
| 1.3.1 氧空位对光生电荷行为和光催化性能的影响 |
| 1.3.1.1 氧空位修饰二氧化钛的结构与形成机理 |
| 1.3.1.2 氧空位修饰二氧化钛的工作机理 |
| 1.3.2 等离子金属对光生电荷行为和光催化性能的影响 |
| 1.3.2.1 离子体共振效应的概念 |
| 1.3.2.2 等离子光催化剂的工作机理 |
| 1.3.3 半导体异质结对光生电荷行为和光催化性能的影响 |
| 1.3.3.1 半导体-半导体型异质结的概念 |
| 1.3.3.2 二氧化钛基异质pn结的工作机理 |
| 1.4 透射电子显微分析在二氧化钛基材料中的应用 |
| 1.5 开尔文探针力显微镜分析在二氧化钛基材料中的应用 |
| 1.6 本论文选题依据和研究内容 |
| 1.6.1 选题依据 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 实验方法与技术 |
| 2.1 实验试剂与实验仪器 |
| 2.2 材料的光催化性能测试 |
| 2.2.1 光催化分解水产氢气 |
| 2.2.2 光催化降解亚甲基蓝染料 |
| 2.3 透射电子显微学 |
| 2.3.1 透射电子显微镜的基本构造 |
| 2.3.2 透射电镜成像原理 |
| 2.4 原子力扫描探针显微学 |
| 2.4.1 原子力显微镜的基本构造 |
| 2.4.2 开尔文探针力显微镜的工作原理 |
| 2.5 本论文用到的其他技术 |
| 2.5.1 形貌观察 |
| 2.5.2 化学组成分析 |
| 2.5.3 光学性质分析 |
| 第三章 氧空位含量对TiO_2光催化剂微结构和性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 光催化剂的制备 |
| 3.2.2 光催化剂的表征 |
| 3.2.3 光催化分解水产氢实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 氧空位含量的变化引起的形貌表征的演化 |
| 3.3.2 氧空位含量的变化引起的Ti~(4+)/Ti~(3+)核壳结构的演化 |
| 3.3.3 氧空位含量的变化引起的光催化性能的演化 |
| 3.3.4 氧空位含量的变化引起的能带结构的演化 |
| 3.3.5 氧空位含量对光催化机理的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 氧空位和Au的耦合作用对Au-TiO_(2-x)界面微结构和性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 光催化剂的制备 |
| 4.2.2 光催化剂的表征 |
| 4.2.3 光催化降解亚甲基蓝实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 氧空位和Au的修饰引起的形貌性质的演化 |
| 4.3.2 黑暗下等离子光催化剂界面处的电荷转移现象 |
| 4.3.3 可见光照射下等离子光催化剂界面处的电荷转移现象 |
| 4.3.4 氧空位和Au的修饰引起的光催化性能的演化 |
| 4.3.5 氧空位和Au的耦合作用对光催化机理的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Au纳米颗粒的尺寸效应对Au-TiO_(2-x)结构和性能影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 光催化剂的制备 |
| 5.2.2 光催化剂的表征 |
| 5.2.3 光催化降解亚甲基蓝实验 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Au粒径的变化引起的形貌表征的演化 |
| 5.3.2 Au粒径的变化引起的光电特性的演化 |
| 5.3.3 Au粒径的变化引起的光催化性能的演化 |
| 5.3.4 Au粒径的变化引起的界面结构的演化 |
| 5.3.5 尺寸效应对光催化机理的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 Ag_2O/TiO_2异质结光催化剂界面结构与循环性能的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 光催化剂的制备 |
| 6.2.2 光催化剂的表征 |
| 6.2.3 光催化降解亚甲基蓝实验 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.3.1 Ag_2O/TiO_2异质结光催化剂的循环性能 |
| 6.3.2 Ag_2O/TiO_2异质结光催化过程中宏观性质的演化 |
| 6.3.3 Ag_2O/TiO_2异质结光催化过程中微观结构的演化 |
| 6.3.4 Ag_2O/TiO_2异质结光催化过程中光电性能的演化 |
| 6.3.5 Ag_2O/TiO_2异质结光催化过程中工作机理的演化 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）强化TiO2光生电荷分离的调控策略及光催化还原CO2效能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景 |
| 1.2半导体光催化技术还原CO_2 |
| 1.2.1 半导体光催化技术简介 |
| 1.2.2半导体光催化还原CO_2反应原理 |
| 1.2.3 光催化还原CO_2的半导体材料 |
| 1.3 TiO_2光催化剂材料 |
| 1.3.1 TiO_2的结构和性质 |
| 1.3.2 影响TiO_2光催化性能的因素 |
| 1.4 提高TiO_2光催化性能的途径 |
| 1.4.1 暴露晶面调控 |
| 1.4.2 金属沉积 |
| 1.4.3 元素掺杂 |
| 1.4.4 半导体复合 |
| 1.4.5 碳材料修饰 |
| 1.4.6 构建光阴极微生物电化学系统 |
| 1.5 本研究目的意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 本研究的目的意义 |
| 1.5.2 本研究的主要内容 |
| 1.5.3 本研究技术路线 |
| 第2章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验材料与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验材料 |
| 2.1.3 实验仪器 |
| 2.2 样品的制备 |
| 2.2.1 改性TiO_2纳米管光催化剂的制备 |
| 2.2.2 改性TiO_2纳米管光催化剂的制备 |
| 2.2.3 光阴极的制备 |
| 2.3 阳极微生物的培养 |
| 2.3.1 碳刷的制备 |
| 2.3.2 不锈钢网辊压阴极的制备 |
| 2.3.3 阳极微生物的培养 |
| 2.4 催化剂的表征方法 |
| 2.4.1 X射线衍射分析 |
| 2.4.2 扫描电子显微镜 |
| 2.4.3 透射电子显微镜 |
| 2.4.4 X射线光电子能谱 |
| 2.4.5 紫外-可见光谱 |
| 2.4.6 拉曼光谱分析 |
| 2.4.7 比表面积分析 |
| 2.4.8 光生电荷分离性质分析 |
| 2.5 光电化学性能分析 |
| 2.6 CO_2还原性能测试 |
| 2.7 光阴极微生物电化学系统性能评价与计算 |
| 2.7.1 电压与电流 |
| 2.7.2 极化曲线与功率密度曲线 |
| 2.7.3 库伦效率 |
| 2.7.4 化学需氧量 |
| 第3章 分子桥连的Z型异质结复合体的构建及光催化还原CO_2性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 P-O桥连的g-C_3N_4/TiO_2纳米管复合体光催化还原CO_2性能 |
| 3.2.1 P-O桥和g-C_3N_4对TiO_2纳米管结构特征的影响 |
| 3.2.2 光电化学性能分析 |
| 3.2.3 光催化还原CO_2性能 |
| 3.3 Al-O桥连的多孔g-C_3N_4/TiO_2纳米管复合体光催化还原CO_2性能 |
| 3.3.1 Al-O桥和多孔g-C_3N_4对TiO_2纳米管结构特征的影响 |
| 3.3.2 光电化学性能分析 |
| 3.3.3 光催化还原CO_2性能 |
| 3.4 性能提高机制 |
| 3.4.1 P-O桥连的g-C_3N_4/Ti O_2纳米管复合体性能提高机制 |
| 3.4.2 Al-O桥连的多孔g-C_3N_4/TiO_2纳米管复合体性能提高机制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 同步调控光生电子和空穴的改性TiO_2纳米管制备及光催化还原CO_2性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MnO_x和r-GO共修饰的TiO_2纳米管光催化还原CO_2性能 |
| 4.2.1 MnO_x和r-GO对TiO_2纳米管结构特征的影响 |
| 4.2.2 光电化学性能分析 |
| 4.2.3 光催化还原CO_2性能 |
| 4.3 MnO_x和Pd共修饰TiO_2纳米管光催化还原CO_2性能 |
| 4.3.1 MnO_x和Pd修饰对TiO_2纳米管结构特征的影响 |
| 4.3.2 光电化学性能分析 |
| 4.3.3 光催化还原CO_2性能 |
| 4.4 性能提高机制 |
| 4.4.1 MnO_x和rGO共修饰TiO_2纳米管性能提高机制 |
| 4.4.2 MnO_x和Pd共修饰TiO_2纳米管性能提高机制 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 TiO_2纳米带基p-n异质结复合体制备及光催化还原CO_2性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Co_3O_4/TiO_2纳米带p-n异质结复合体光催化还原CO_2性能 |
| 5.2.1 Co_3O_4/TiO_2纳米带p-n异质结复合体的结构表征 |
| 5.2.2 Co_3O_4/TiO_2纳米带p-n异质结复合体的光电化学性能 |
| 5.2.3 Co_3O_4/TiO_2纳米带p-n异质结复合体光催化还原CO_2性能 |
| 5.3 Pd/Co_3O_4/TiO_2纳米带复合体光催化还原CO_2性能 |
| 5.3.1 Pd/Co_3O_4/TiO_2纳米带异质结复合体的结构表征 |
| 5.3.2 Pd/Co_3O_4/TiO_2纳米带异质结复合体的光电化学性能 |
| 5.3.3 Pd/Co_3O_4/TiO_2纳米带异质结复合体光催化还原CO_2性能 |
| 5.4 Pd/Co_3O_4/TiO_2纳米带异质结复合体性能提高机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 光阴极微生物电化学系统构建及其还原CO_2性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 光阴极微生物电化学系统构建 |
| 6.3 光阴极微生物电化学系统还原CO_2性能 |
| 6.3.1 Co_3O_4/TNBs光阴极微生物电化学系统还原CO_2性能 |
| 6.3.2 Pd/Co_3O_4/TNBs光阴极微生物电化学系统还原CO_2性能 |
| 6.4 不同提高光生电荷分离策略下光催化剂还原CO_2性能比较 |
| 6.5 光阴极微生物电化学系统性能提高机制 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）TiO2介晶功能化及光催化降解有机污染物研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 介晶简介 |
| 1.2.1 介晶概念的提出 |
| 1.2.2 介晶的生成机理 |
| 1.2.3 介晶的制备方法 |
| 1.2.4 介晶的性能与应用 |
| 1.3 TiO_2介晶的研究 |
| 1.3.1 TiO_2光催化剂与光催化降解有机污染物机理 |
| 1.3.2 TiO_2介晶光催化剂 |
| 1.3.3 TiO_2介晶的改性 |
| 1.4 选题目的和依据 |
| 2 Ag/GO-TiO_2介晶复合材料的制备及光催化性能研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 药品与仪器 |
| 2.2.1 主要药品 |
| 2.2.2 主要仪器 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 Ag/GO-TMCs复合材料的合成方法 |
| 2.3.2 Ag/GO-TMCs复合材料的表征方法 |
| 2.3.3 Ag/GO-TMCs复合材料的光催化性能评价测试方法 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 Ag/GO-TiO_2介晶复合材料的合成 |
| 2.4.2 Ag/GO-TiO_2介晶复合材料的表征 |
| 2.4.3 Ag/GO-TiO_2介晶复合材料的光催化性能评价 |
| 2.4.4 Ag/GO-TiO_2介晶复合材料的光催化机理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 AgI-TMCs-rGO复合材料的制备及光催化性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 AgI-TMCs-rGO复合材料的合成方法 |
| 3.2.2 AgI-TMCs-rGO复合材料的表征方法 |
| 3.2.3 AgI-TMCs-rGO复合材料的光催化性能评价方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 AgI-TMCs-rGO复合材料的合成 |
| 3.3.2 AgI-TMCs-rGO复合材料的表征 |
| 3.3.3 AgI-TMCs-rGO复合材料的光催化性能测试 |
| 3.3.4 AgI-TMCs-rGO复合材料的光催化机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 磁性Fe_3O_4/GO-TMCs复合材料的制备及光催化性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 磁性Fe_3O_4/GO-TMCs复合材料的合成方法 |
| 4.2.2 磁性Fe_3O_4/GO-TMCs复合材料的表征方法 |
| 4.2.3 磁性Fe_3O_4/GO-TMCs复合材料的光催化活性评价方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 磁性Fe_3O_4/GO-TMCs复合材料的合成 |
| 4.3.2 磁性Fe_3O_4/GO-TMCs复合材料的表征 |
| 4.3.3 磁性Fe_3O_4/GO-TMCs复合材料的光催化性能评价测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 Pr掺杂分子印迹TiO_2介晶复合材料的制备及光催化性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 Pr掺杂分子印迹TiO_2介晶复合材料的合成方法 |
| 5.2.2 Pr掺杂分子印迹TiO_2介晶复合材料的表征方法 |
| 5.2.3 Pr掺杂分子印迹TiO_2介晶复合材料的光催化降解活性评价及选择性测试方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Pr掺杂分子印迹TiO_2介晶复合材料的合成 |
| 5.3.2 Pr掺杂分子印迹TiO_2介晶复合材料的表征 |
| 5.3.3 Pr掺杂分子印迹TiO_2介晶复合材料的光催化性能测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、TiO_2纳米晶表面羟基自由基的生成对光催化性能的影响（论文参考文献）
- [1](001)晶面高比例暴露TiO2和BiOCl基光催化剂的制备及降解有机污染物的研究[D]. 孙玉伟. 吉林大学, 2021(01)
- [2]锑基或钛基光催化剂制备及其对水环境中抗生素的降解研究[D]. 韩秀萍. 西安理工大学, 2021
- [3]功能化二氧化钛薄膜制备及其可见光催化应用研究[D]. 张煜桁. 扬州大学, 2021(02)
- [4]基于TiO2复合纳米管阵列的光催化燃料电池处理水环境中磺胺的研究[D]. 李希成. 北京建筑大学, 2021(01)
- [5]纳米N/TiO2负载涤纶非织造材料的制备及其降解甲醛的研究[D]. 朱文怡. 江南大学, 2021(01)
- [6]二氧化钛纳米片结构改性及其光催化性能的研究[D]. 张倩. 江南大学, 2021(01)
- [7]S改性TiO2的合成及其光催化性能研究[D]. 李程程. 内蒙古工业大学, 2021(01)
- [8]二氧化钛基光催化剂微结构演化及光催化机理研究[D]. 林莉娜. 华东师范大学, 2021(12)
- [9]强化TiO2光生电荷分离的调控策略及光催化还原CO2效能研究[D]. 吴晶. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [10]TiO2介晶功能化及光催化降解有机污染物研究[D]. 齐慧萍. 大连理工大学, 2020(07)