文档介绍：⋯~一一宋亮谨以此论文献给辛勤培育我的老师
一维钛基纳米材料的合成、改性及光催化性能研究
梳导师签字:韶对学位论文作者签名:∥日学位论文版权使用授权书签字日期:月日签字日期:如年,月二/日樱蝗珏渲蹦顾恐匾9倚屯鞯模嚎关ㄖ或其他教育机构的学位或证书使本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签字日期:乙本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,并同意以下事项:⒀S腥ūA舨⑾蚬矣泄夭棵呕蚧顾徒宦畚牡母从〖痛排蹋市论文被查阅和借阅。⒀?梢越宦畚牡娜ú炕虿糠帜谌荼嗳胗泄厥菘饨屑焖鳎梢采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中国学术期刊馀贪电子杂志社糜诔霭婧捅嗳隒吨泄J蹲试醋芸狻罚授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文作者签名:、
一维钛基纳米材料的合成、改性及光催化性能研究要粒,直径约为岬;超声后,团聚的颗粒被分散成单根的纳米管,部分纳米也呈现出有规律的点阵排列,晶格间距大约为摘二氧化钛或钛酸盐等一维钛基纳米材料由于其具有较大的比表面积和独特的光电性质,成为最受关注的光催化材料之一。但是,近年来的国内外研究表明,水热法所得的一维钛基纳米材料虽然有一定的光催化作用,但是其光催化活性却光催化材料,且在可见光下没有任何催化作用。通过半导体的能带理论得知,一维钛基纳米材料有很大的改性空间,通过改性可以得到光谱响应范围宽、光催化活性好的新型太阳能材料。围绕该研究方向,为得到改性后具有较高光催化活性的材料,本文从一维钛基纳米材料的合成、改性及光催化应用等角度进行了深入研究。采用水热法合成出一维钛基纳米材料,并分析合成工艺对材料物相、微观结构、光谱响应范围和光催化活性的影响,通过控制后处理工艺条件,可以得到两类纳米管材料,物相分析和微观结构的数据结果得出两类材料分别为钛酸钠纳米管和钛酸纳米管。纳米管的紫外可见漫反射光谱表明,钛酸纳米管的吸收带边为设,计算出了钛酸钠纳米管的能带间隙为。还讨论了热处理温度和时间对一维钛基纳米材料晶相和微观结构的影下保温傻玫饺耦芽缶投趸涯擅坠埽保温运用和等测试方法对纳米管的微观结构进行分析,发现未超声分散前纳米管出现明显的团聚现象,纳米管错综交织成多孔的不规则颗纳米管进行高分辨图像分析后,认为钛酸钠纳米管的管壁具有层状结构,大约为层,每相邻两层之间的间距大约为分别选用阳离子染料亚甲基蓝和阴离子染料甲基橙作为目标降解物,通过实验研究了一维钛基纳米材料对染料的吸附和光催化特性。钛酸纳米管和二氧化钛纳米管对阳离子染料表现出较好的吸附效果,但二氧化钛纳米棒和趸差于工业上用的,较钛酸钠纳米管发生红移,根据甅砺酆图浣影氲继宓募,而钛酸纳米管的能带间隙为响,得出在罂傻玫饺耦芽缶投趸涯擅装簟管会因超声能量过大而发生断裂,断裂成长的细小纳米管。对单根,每一层上沿纳米管方向的晶体
了各材料对甲基橙的降解,掺杂,琒琇腡呋示陡却没有吸附作用,经电位和红外光谱分析,纳米管与阳离子染料间的作用为离子静电吸附。通过测试发现对亚甲基蓝的催化活性排序为纳米管纳米棒纳米管,对甲基橙的催化活性排序为纳米棒纳米管纳米管,研究表明材料的吸附作用有利于光催化反应进行。为增强一维钛基纳米管的光催化效率和可见光的利用程度,采用离子交换方法改性材料。首先,通过离子交换方法合成了钛酸铅纳米管和钛酸钴纳米管,考察了过渡族金属离子改性后纳米管的物相、微观结构、光谱响应范围和光催化活性的变化。离子改性后材料的光谱响应范围发生改变,通过计算材料的能带间隙,得到离子交换成功的试样蚑其能带间隙值有所降低,而且光催化活性明显提高。离子改性后材料的吸收范围扩展至,且在段谟行〉奈辗澹到饧谆鹊氖笛檠橹ち薚篊:氖匝催化效率最高。经研究表明,过渡族金属离子改性后材料的催化效率有一定提高,但是仍和有所差距,随后进一步研究了稀土离子表面掺杂改性一维钛基纳米材料的合成及光催化活性。采用水热合成和静电表面掺杂两步法合成了稀土离子掺杂的一维钛基纳米材料,并分析了改性材料的合成机理。使用太阳能模拟光源研究出纳米棒和,研究了不同热处理温度下试样的催化效率,排序为,随着温度升高,试样的催化效率也随之提高。尝试将一维钛基纳米材料应用于有机爆炸物吧锎蠓肿觢墓獯化降解。在紫外光下有微量降解,在加入光催化剂后催化效率大幅度提高,、、、、离子掺杂后的纳米棒表现出了较高的催化活性,其催化降解效率均超过商品级纳米催化剂Mü焱夤馄锥詌的降解产物进行分析,确定了的两种光降