新型鈦基氧化物納米材料制備及其光催化性能研究.pdf

1、光催化技術是通過半導體催化劑利用光子能量，將許多苛刻條件下發(fā)生的化學反應轉化為在溫和的環(huán)境條件下進行的技術。這一技術以其環(huán)境友好的特征在能源和環(huán)保領域發(fā)揮著獨特的作用。它的興起不僅為解決能源危機開辟了新的出路，也為保護綠色環(huán)境做出了貢獻。但是，作為一種新興的技術，光催化技術還存在一些不足之處。本文針對光催化效率低、響應區(qū)間窄等問題，提出制備2D結構的TiO2納米片及摻雜鈦酸鍶(STO)納米材料，以期全面提高現有光催化劑的光催化活性。本論

2、文研究所涉及到的內容主要有以下幾個方面：
　　針對單相TiO2光生電子空穴復合率高的問題，本文首次使用氧化石墨烯作為犧牲模板，通過溶膠-凝膠法合成新型混相二氧化鈦納米片，來提高其光催化制氫性能。通過SEM、TEM、AFM圖像分析，本文合成的二氧化鈦是平均厚度為66nm的納米片，納米片是由直徑為15-25 nm的納米粒子組成的混相多晶材料。XRD結果表明，樣品中金紅石和銳鈦礦所占的比例隨鈦酸四丁酯的加入量的變化而變化。制氫實驗結果表

3、明，加入4 mL鈦酸四丁酯(TBT-4)的樣品表現出最高的氫氣產量(339μmol/h)，比體相材料高出47％。
　　針對鈦酸鍶(STO)只對紫外光響應及水熱合成法耗時的問題，本文通過微波輔助水熱法一步合成La-Cr共摻雜鈦酸鍶(STO)納米粒子。結果表明，微波法可在較短的時間內合成具有可見光響應能力的La-Cr共摻雜鈦酸鍶(STO)納米材料。探討摻雜量對STO光催化制氫性能的影響，結果表明，La、Cr離子的摻雜量將對摻雜STO的

4、光催化性能產生影響。最終結果顯示，當摻雜La-Cr的量為總摩爾量的5%時，其光催化制氫性能最佳。
　　針對鈦酸鍶(STO)禁帶寬度較寬，光響應區(qū)間較窄的問題，本文通過Cr摻雜的方法使得STO禁帶寬度變窄，從而使Cr摻雜STO獲得可見光下降解四環(huán)素的能力。探討摻雜量對光催化降解四環(huán)素效率的影響，結果表明，在摻雜量為0.5%到2%時，Cr摻雜STO的光催化活性隨著Cr/Sr的質量比的增加而增加，而摻雜量超出這一范圍時，光催化活性隨著摻