钛酸钙基微粉制备及光催化性能研究

摘要

CaTiO3是钙钛矿氧化物结构中最典型的一种，由于独特的光电性能，使其在电子学、光催化、生物和陶瓷等方面有着很好的潜在应用。本次研究制备得到了形貌连续变化的CaTiO3微米材料，并通过制备石墨烯/CaTiO3和石墨烯量子点/CaTiO3复合材料对CaTiO3改性，并测试光催化性能。
　　（1）用一步水热法制备不同形貌的CaTiO3微米颗粒，通过XRD对颗粒进行结构分析，SEM和TEM结合观察形貌变化的规律，进一步探究生长机理。通过对不同形貌 CaTiO3材料的光学性能和光催化性能的测试，研究了催化剂形貌与性能的关系。
　　（2）用一步水热法制备石墨烯/钛酸钙复合物（CTO/RGO），通过XRD确定复合物的相结构，通过SEM和TEM观察石墨烯/CaTiO3复合物的结构和形貌。通过红外和吸收光谱测试说明复合材料是以Ti-O-C键的形式结合。使用25 W低压汞灯对 RGO/CaTiO3复合材料进行光催化性能测试。研究发现，不同的RGO复合量其光催化性能有所差异，最佳复合量为0.5％。
　　（3）为了提高钛酸钙材料对光的利用率，结合石墨烯量子点的上转换发光特性。用机械搅拌法制备得到石墨烯量子点/钛酸钙复合物（CTO/GQDs），复合物在两种光源照射下的光催化差异表明石墨烯量子点与 CaTiO3的复合明显提高了对波长更高的光的利用，达到了提高材料光催化性能的目的。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 钙钛矿氧化物材料概述

1.3 光催化反应涉及到的基本问题

1.4 石墨烯与石墨烯量子点对光催化剂的改性

1.5 本论文的选题思路和主要研究内容

第二章 样品的制备与表征

2.1 实验原料和设备

2.2 实验中所用材料的制备方法

2.3 材料的表征方法

2.4 光催化性能测试

第三章 形貌连续变化的CaTiO3微颗粒制备及其光催化性能研究

3.1 前言

3.2 样品的制备

3.3 样品的表征

3.4 CaTiO3微颗粒形貌连续变化的机理分析

3.5 CaTiO3微颗粒的光催化性能研究

3.6 本章小结

第四章 CaTiO3/RGO复合材料的光催化性能研究

4.1 前言

4.2 复合材料样品的制备

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 CaTiO3/GQDs复合材料的光催化性能研究

5.1 引言

5.2 CTO/GQDs复合样品的制备

5.3 结果与分析

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢