文档介绍：掺杂纳米薄膜制备及其光催化。的研究工学硕士学位论文哈尔滨理工大学金立国
掺杂纳米薄膜制备及其光催化性能的研究摘要光催化效果与薄膜的煅烧温度、薄膜的厚度、掺杂量和重复使用性等因针对粉末催化剂存在难以经济有效的分离、光能利用率低、催化剂易于凝聚沉降等缺点,采用溶胶一凝胶法,以钛酸四丁酯为原料,对纳米粉体和薄膜及掺杂粉体和薄膜的制备工艺进行了研究,解决的固定问题,在普通玻璃表面上获得了负载牢固的锐钛矿型纳米薄膜。在此基础上,采用普通紫外灯管作为光源,研究了薄膜和掺杂的对/募谆热芤旱墓饨到庋趸钚裕致哿吮∧さ素内容。并利用蚐对制备的粉体和薄膜的产物的晶型、粒度和粒径分布及薄膜的表面形貌进行测试。研究结果表明,以钛酸四丁酯为原料采用溶胶一凝胶法,可制得纳米半导体催化剂和掺杂薄膜。该反应条件易于控制,反应过程平稳;可使各组分分布均匀性达到分子级水平,从而获得高质量的溶胶和凝胶,进而得到所需粒径的纳米粒子。蚐分析结果表明产物的晶型为锐钛矿型纳米,其中在煅烧的粉体和薄膜中晶粒平均粒径为十几纳米,粒径分布较窄,且薄膜中的粒子分布均匀。通过不同煅烧温度的薄膜及掺杂薄膜对/募谆热芤汗獯呋到獾亩员仁验,其中在骒焉铡粼游%、镀膜蔚腡∧す獯呋效果最为明显,其降解率可达%以上。这表明煅烧温度和掺杂量对薄膜光催化性能产生较大影响。关键词纳米氧化钛;溶胶一凝胶法;掺杂;薄膜;光催化氧化技术哈尔滨理工大学工学硕士学位论文
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第滦髀里尘堡塞三銮兰:兰翟::兰兰鎏塞光催化降解技术研究的发展状况的持续氧化还原反应。年,将桶氲继宀牧嫌糜诠獯呋到庥谢锏难芯渴加兰甏年,日本虷】发现受辐射的单晶电极表面能发生水鹏薜懒死肨∫汗獯呋分解联苯和氧化联苯。】暌岳矗嗣堑淖⒁饬χ饕<性诨衔锏墓獯呋氧化还原的研究上。年等人ǖ懒巳纫蚁┰赥∫褐泄催化氧化效果,结果表明三氯乙烯可以被迅速降解,最终矿化为热恕】对苯、酚、氯苯类、氯酚类、硝基苯、苯甲酸、水杨酸、醇类等几十种有机物光催化氧化研究也取得了满意结果。这一时期研究均是在悬浮液中进行。进入二十世纪年代以后,对多相光催化氧化技术研究主要集中在证实其在水污染治理的实用性上。年蔡乃才与董庆华【刻致哿悬浮体系中半导体光催化应用。热薣具体介绍了对氯代芳烃,表面活性剂、除草剂和杀虫剂的降解效果,从污水处理这一侧面对光催化的应用进行了综述。此后,肫浜献髡摺昃〉夭隽税氲继骞獯呋谡龌境保护领域中应用情况。,等人口凼隽薚獯呋猎诼躺ɑ学中应用。这一阶段研究中,人们已经开始注意到悬浮液存在的缺点,并开始把目光转移到的固定上。但是相关研究报道大多数在试验室中验证其过程的可行性,很少有针对工业化应用的报道。目前,研究最多的桶导体是硫族化合物半导体材料,如、、龋煌敏半导体在水处理中表现出不同光催化活性。由于化学稳定性高,刑光腐蚀性强,并且具有较深的价带能级,可以使一些吸热的化学反应在被光辐射的表面得到实现和加速,加之对人体无害,所以目前半导体的光催化研究以最为活跃。近二十年逐渐发展起来光催化降解技术为环境污染这一问题的解决提供了良好的途径。光催化降解技术就其机理属于多相光催化氧化法,是以半导体能带理论为基础,以桶氲继遄魑4呋恋囊恢止獯呋趸āMü獯呋作用氧化降解有机物污染物是近年来研究的热点之一,光催化降解具有以下优点【浚降解速度快,一般只需几十分钟或几小时可取得良好处理效果;
◇,几乎降解任何有机物,尤其适合氯代有机物、多环芳烃等;化反应条件温和,投资少,能耗低,用紫外光或暴露在阳光下即可发生光催化氧化反应;薅挝廴荆谢锉怀沟籽趸到馕狢和应用范围广,几乎含所有有机物的污水都可采用。根据半导体能带理论,半导体粒子的能带结构由填满电子的低能价带和空的高能导带构成,价带和导带之间存在着禁带。半导体的禁带宽度一般是在以下。入射光的能量大于或等于禁带的宽度创赌埽S肊硎时,价带上的电子才有可能被激发至导带,同时在价带上产生相应的空穴,激发到导带的电子称为光生电子,用表示;价带上产生相应的空穴称为光生空穴,用表示。与金属不同,半导体粒子的能带间缺少连续区域,电子一空穴对一’般有皮秒的寿命,足以使光生电子和光生空穴对经由禁带向来自溶液或气相的吸附在半导体表面的物种转移电荷。例如,对于腡琫从产生到迁移至微粒表面仅用,而完成这一时涮则需要A>对酱螅蚭‘迁移到微粒表面的时间就越长,二者复合的几率也就越大。图半导体光催化机理示意图哈尔滨理工人学工学硕士学位论文.
煌磅唬琭、。髑畸仉印汹时’圭婆鹤竺抗獭t怠狥郴输沙籒妒对于半导体光催化剂在吸收等于或大于其禁带能