SnO 2 /TiO 2 与GO掺杂的复合材料制备及光催化性能的研究
发布时间：2024-02-25 18:51
近年来水体污染越来越严重,TiO2、SnO2及氧化石墨烯掺杂材料的制备及性能研究受到科研人员的广泛关注。本文采用主要通过两种方法制备复合材料,即一步溶胶凝胶法制备的SnO2-TiO2复合半导体光催化剂和分步法制备SnO2/TiO2复合半导体光催化剂。通过XRD、SEM、FTIR、UV-Vis吸收光谱等表征手段对样品的结构和性质进行表征,以罗丹明B为模拟污染源,筛选出光催化性能较好的催化剂。最后利用氧化石墨烯对SnO2/TiO2复合半导体光催化进行进一步掺杂改性,制备了SnO2/TiO2/GO复合材料的光催化剂,并对其进行表征。具体内容如下:(1)采用正交实验,以钛酸丁酯和四氯化锡为前驱体,冰醋酸为螯合剂,无水乙醇为分散剂,利用溶胶凝胶法,通过水解缩聚反应制备纳米SnO2-TiO2复合半导体光催化剂。最佳工艺条件:n(SnO
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 半导体TiO2和SnO2的结构
1.2.1 纳米TiO2
1.2.2 纳米SnO2
1.3 半导体TiO2和SnO2的光催化原理
1.3.1 能带位置、结构
1.3.2 半导体TiO2的光催化原理
1.3.3 半导体TiO2-SnO2的光催化原理
1.4 影响TiO2光催化反应的因素
1.4.1 TiO2的晶型
1.4.2 TiO2的粒径大小
1.4.3 催化剂用量
1.4.4 混晶效应
1.4.5 有机物的起始浓度
1.5 TiO2和Sn O2的制备
1.5.1 溶胶-凝胶法
1.5.2 水/溶剂热法
1.5.3 模板法
1.6 TiO2和Sn O2的改性
1.6.1 离子掺杂
1.6.2 半导体复合
1.7 TiO2和Sn O2复合氧化物的应用
1.7.1 TiO2和Sn O2复合氧化物的光催化性能
1.7.2 TiO2和Sn O2复合氧化物的气敏性能
1.8 课题研究的目的和意义及主要内容
1.8.1 课题研究的目的和意义
1.8.2 课题研究的主要内容
2 实验试剂、仪器及表征手段
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 样品的表征
2.3.1 X-射线衍射(XRD)
2.3.2 扫描电镜(SEM)
2.3.3 透射电镜 (TEM)
2.3.4 红外分析法(FT-IR)
2.3.5 紫外可见吸收光谱法(UV-Vis DRS )
2.3.6 循环生命周期
2.4 样品光催化活性的测试
2.4.1 评价光催化性能的装置
2.4.2 样品光催化活性的评价
2.5 罗丹明B标准曲线的测定
3 一步法SnO2-TiO2复合光催化剂的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 SnO2-TiO2复合半导体的制备
3.2.2 SnO2-TiO2的正交实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 XRD的表征与分析
3.3.2 SEM 表征与分析
3.3.3 UV-Vis DRS表征与分析
3.3.4 FTIR表征与分析
3.4 光催化过程及性能评价
3.4.1 光催化过程
3.4.2 光催化性能评价
3.5 催化剂的动力学研究
3.6 本章小结
4 分步法TiO2/SnO2复合光催化剂的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 SnO2/TiO2复合材料的制备
4.2.1 SnO2的制备
4.2.2 SnO2/TiO2复合光催化剂的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD的表征与分析
4.3.2 SEM的表征与分析
4.3.3 FTIR表征与分析
4.3.4 UV-Vis DRS表征与分析
4.4 光催化过程及性能评价
4.4.1 光催化过程
4.4.2 光催化性能评价
4.4.3 寿命测试
4.5 催化剂的动力学研究
4.5.1 不同煅烧温度的SnO2/TiO2动力学研究
4.5.2 不同摩尔比的SnO2/TiO2动力学研究
4.6 本章小结
5 掺氧化石墨烯的SnO2/TiO2光催化剂的制备及性能研究
5.1 引言
5.2 SnO2/TiO2/GO复合材料的制备
5.2.1 氧化石墨的制备
5.2.2 氧化石墨烯的制备
5.2.3 SnO2/TiO2/GO复合材料的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 XRD的表征与分析
5.3.2 SEM和TEM的表征与分析
5.3.3 FTIR表征与分析
5.3.4 UV-Vis DRS表征与分析
5.4 光催化过程及活性评价
5.4.1 吸附试验
5.4.2 光催化过程
5.4.3 光催化活性评价
5.4.4 寿命测试
5.5 复合催化剂的动力学研究
5.5.1 不同催化剂对催化效果的影响
5.5.2 罗丹明B起始浓度对催化效果的影响
5.5.3 催化剂的使用量对催化效果的影响
5.6 本章小结
6 结论
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的研究成果
致谢
本文编号：3910742
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 半导体TiO2和SnO2的结构
1.2.1 纳米TiO2
1.3.1 能带位置、结构
1.3.2 半导体TiO2的光催化原理
1.3.3 半导体TiO2-SnO2的光催化原理
1.4 影响TiO2光催化反应的因素
1.4.1 TiO2的晶型
1.4.2 TiO2的粒径大小
1.4.3 催化剂用量
1.4.4 混晶效应
1.4.5 有机物的起始浓度
1.5 TiO2和Sn O2的制备
1.5.1 溶胶-凝胶法
1.5.2 水/溶剂热法
1.5.3 模板法
1.6 TiO2和Sn O2的改性
1.6.1 离子掺杂
1.6.2 半导体复合
1.7 TiO2和Sn O2复合氧化物的应用
1.7.1 TiO2和Sn O2复合氧化物的光催化性能
1.7.2 TiO2和Sn O2复合氧化物的气敏性能
1.8 课题研究的目的和意义及主要内容
1.8.1 课题研究的目的和意义
1.8.2 课题研究的主要内容
2 实验试剂、仪器及表征手段
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 样品的表征
2.3.1 X-射线衍射(XRD)
2.3.2 扫描电镜(SEM)
2.3.3 透射电镜 (TEM)
2.3.4 红外分析法(FT-IR)
2.3.5 紫外可见吸收光谱法(UV-Vis DRS )
2.3.6 循环生命周期
2.4 样品光催化活性的测试
2.4.1 评价光催化性能的装置
2.4.2 样品光催化活性的评价
2.5 罗丹明B标准曲线的测定
3 一步法SnO2-TiO2复合光催化剂的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 SnO2-TiO2复合半导体的制备
3.2.2 SnO2-TiO2的正交实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 XRD的表征与分析
3.3.2 SEM 表征与分析
3.3.3 UV-Vis DRS表征与分析
3.3.4 FTIR表征与分析
3.4 光催化过程及性能评价
3.4.1 光催化过程
3.4.2 光催化性能评价
3.5 催化剂的动力学研究
3.6 本章小结
4 分步法TiO2/SnO2复合光催化剂的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 SnO2/TiO2复合材料的制备
4.2.1 SnO2的制备
4.2.2 SnO2/TiO2复合光催化剂的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD的表征与分析
4.3.2 SEM的表征与分析
4.3.3 FTIR表征与分析
4.3.4 UV-Vis DRS表征与分析
4.4 光催化过程及性能评价
4.4.1 光催化过程
4.4.2 光催化性能评价
4.4.3 寿命测试
4.5 催化剂的动力学研究
4.5.1 不同煅烧温度的SnO2/TiO2动力学研究
4.5.2 不同摩尔比的SnO2/TiO2动力学研究
4.6 本章小结
5 掺氧化石墨烯的SnO2/TiO2光催化剂的制备及性能研究
5.1 引言
5.2 SnO2/TiO2/GO复合材料的制备
5.2.1 氧化石墨的制备
5.2.2 氧化石墨烯的制备
5.2.3 SnO2/TiO2/GO复合材料的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 XRD的表征与分析
5.3.2 SEM和TEM的表征与分析
5.3.3 FTIR表征与分析
5.3.4 UV-Vis DRS表征与分析
5.4 光催化过程及活性评价
5.4.1 吸附试验
5.4.2 光催化过程
5.4.3 光催化活性评价
5.4.4 寿命测试
5.5 复合催化剂的动力学研究
5.5.1 不同催化剂对催化效果的影响
5.5.2 罗丹明B起始浓度对催化效果的影响
5.5.3 催化剂的使用量对催化效果的影响
5.6 本章小结
6 结论
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的研究成果
致谢
本文编号：3910742
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3910742.html