二维碳化物晶体Ti3C2及其复合材料的制备与净水性能研究

摘要

Ti3C2是一种具有类石墨烯结构的二维晶体碳化物，由于其特殊的片层结构，目前已得到广泛的研究。本文以Ti3C2为吸附剂研究了其对水中有机污染物的吸附性能，并且制备了Ti3C2复合纳米复合材料，研究了其光催化性能。
　　Ti3C2对罗丹明B、甲基橙和亚甲基蓝等有机污染物都具有较好的吸附性能。随着温度的升高，Ti3C2对有机污染物的吸附能力也明显增强，且Ti3C2对甲基橙和亚甲基蓝的吸附性能力不及罗丹明B。由于Ti3C2极易被氧化生成TiO2，经过不同温度氧化制备的TiO2/C纳米复合材料具有很好的光催化性能，紫外灯辐照5min后降解率可达90％，性能优于商用的P25。且光照10min后基本降解完全。
　　通过水热合成法成功制备了Ti3C2/TiO2、Ti3C2/ZnO纳米复合材料，并在紫外灯照下，分别以MO和RhB为模拟污染物，研究其光催化性能。研究表明，Ti3C2/TiO2纳米复合材料比纯的TiO2光催化效果明显提高，但TiO2的含量对Ti3C2/TiO2纳米复合材料的光催化性能影响不大。Ti3C2/ZnO纳米复合材料的光催化效果不及纯的ZnO，这说明Ti3C2和ZnO之间并不能产生协同作用。
　　此外，利用硝酸盐分解法成功的制备了一系列的Ti3C2/TiO2/MxOy三元纳米复合材料，并以RhB为模拟污染物，研究了Ti3C2/TiO2/CuO和Ti3C2/TiO2/ZnO的光催化性能，研究表明，Ti3C2/TiO2/CuO比Ti3C2/TiO2/ZnO具有更高的催化活性。

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1 引言

1.1 研究背景

1.2 石墨烯基复合材料的研究进展

1.3 二维碳化物晶体MXene的研究进展

1.4 本课题的研究目的、内容和意义

2 Ti3C2对有机污染物的吸附

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

3 TiO2/C纳米复合材料的制备及光催化性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

4 Ti3C2复合半导体氧化物的制备及催化性能研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

5. 总结

参考文献

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