Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料的制备及光催化降解性能

摘要

随着工业和科技的快速发展，不可避免地对环境和人类造成不良的影响，因此，有必要研发有前景的催化剂来处理这些问题。二氧化钛由于较好的化学稳定性，廉价，无毒，较好的光催化活性而受到广泛的关注。但TiO2带隙较宽，只对紫外光响应，本文合成 Ti3+自掺杂以及复合 Ag/AgBr的方式来拓展 TiO2的可见光吸收，进而提高其可见光催化降解有机染料性能。并通过X射线衍射仪，扫描电子显微镜，紫外-可见漫反射光谱等仪器对所制备样品的晶体结构，微观形貌，光吸收性质进行表征。在可见光下降解有机染料并且比较它们的光催化活性，并且对降解有机染料的机理做了详细的探讨。
　　利用溶剂法合成了Ti3+自掺杂的TiO2纳米颗粒。TiO2纳米颗粒对可见光均有吸收，温度，钛源以及溶剂对TiO2的结构，颗粒尺寸，形貌均有很大的影响。其中以钛酸四丁酯为钛源，乙二醇为溶剂，反应温度为200℃制备的TiO2纳米颗粒的光催化活性最高，并且稳定性也很好，降解效率达到97.6%。在光催化降解罗丹明B的过程中空穴起了主要作用。
　　利用沉积-沉淀法，光还原法合成Ag/AgBr/TiO2纳米催化剂。随着Ag/AgBr的负载量增加，Ag/AgBr/TiO2的光催化活性逐渐增强。其中70-Ag在可见光下降解甲基橙的活性最高并且稳定性良好，降解效率达到95.4%，其光催化速率是TiO2的6.36倍。70-Ag在可见光下光催化降解甲基橙的过程中空穴起了主要作用。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题的背景及意义

1.2 半导体光催化技术的应用

1.3 提高光催化活性的途径

1.4 二氧化钛材料研究进展

1.5 本文的研究内容

第2章 实验材料及制备方法

2.1 实验材料和设备

2.2 实验方法

2.3 样品表征

第3章 TiO2纳米材料的合成与光催化降解性能

3.1 引言

3.2 TiO2纳米粒子的晶体结构

3.3 TiO2纳米粒子的形貌

3.4 TiO2纳米粒子的光吸收性能

3.5 TiO2纳米粒子的光催化性能

3.6 TiO2纳米粒子的光降解速率

3.7 TiO2-E的性能表征与评价

3.8 光催化机理分析

3.9 本章小结

第4章 Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料的制备与光催化降解性能

4.1 引言

4.2 TiO2及其Ag/AgBr/TiO2的晶体结构

4.3 TiO2及其Ag/AgBr/TiO2的形貌

4.4 TiO2及其Ag/AgBr/TiO2的光吸收性能

4.5 TiO2及其Ag/AgBr/TiO2的光催化性能

4.6 TiO2及其Ag/AgBr/TiO2的光降解速率

4.7 70-Ag的性能表征与评价

4.8 光催化机理分析

4.9 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果

声明

致谢