改性TiO2@C纳米复合物可见光催化性能及锂电性能研究

摘要

随着工业化进程不断加快，工业废水中常常含有一些成分复杂而又难以被微生物降解的有机污染物，使得可见光催化降解有机研究越来越受到重视。已有研究表明，将二氧化钛（TiO2）与碳（C）复合得到TiO2@C纳米复合物，具有较好的光响应特性和较高的载流子分离效率，但其可见光照射下的光催化活性仍有待提高。因此，本文采用水热-退火方法制备了TiO2@C纳米复合物，并探讨了HF氟化改性对TiO2@C纳米复合物可见光催化活性的影响，同时，针对日益严重的能源危机，文中还对TiO2@C纳米复合物的锂电性能进行了分析，本文的具体研究工作主要包括以下几方面：
　　（1）以葡萄糖为碳源，TiCl4为钛源，采用水热-退火的方法制备TiO2@C纳米复合物。通过调节水热反应中葡萄糖浓度以及退火过程中退火温度，确定了最佳的实验工艺，并以罗丹明b溶液为降解目标，证实催化剂具有高效的可见光催化活性。同时800℃退火可显著提升其光催化活性，这主要归因于碳层的部分石墨化，二氧化钛中氧空位的引入以及碳层与二氧化钛纳米晶相界面处化学键Ti-O-C的形成。将单位质量光催化剂的降解速率与文献同类材料比较发现，本文制备的TiO2@C纳米复合物表现出优异的光催化活性。
　　（2）以葡萄糖为碳源，TiCl4为钛源，HF为改性剂，采用如上所述的方法制备了氟化TiO2@C纳米复合物，并确定了最佳实验工艺。结果表明，与未氟化处理的TiO2@C纳米复合物相比，氟化改性可显著提升催化剂的可见光催化活性。
　　（3）以800℃退火前后TiO2@C纳米复合物为锂离子电池负极材料，对其循环性能和倍率性能进行测试，结果显示两者在具有似形貌结构、相近的比表面积和孔径大小的条件下，退火后的样品表现更好的锂电性能。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2二氧化钛纳米光催化剂

1.3 非金属元素改性二氧化钛

1.4锂离子电池负极材料

1.5 课题的研究背景、意义及内容

第二章TiO2@C纳米复合物可见光催化性能的研究

2.1 引言

2.2 实验

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 氟化改性TiO2@C纳米复合物的制备及光催化性能表征

3.1 引言

3.2 实验

3.3 结果与讨论

3.4本章小结

第四章 二氧化钛@碳纳米复合物的锂电性能研究

4.1引言

4.2 实验方法

4.3 材料表征方法

4.4 结果与讨论

4.5本章小结

第五章 全文总结

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢