学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

钛基催化剂的制备、表征及其光催化制氢的研究

作　者: 林华盛
导　师: 张宁；陈超
学　校: 南昌大学
专　业: 物理化学
关键词: 光解水 C/TiO2 光电流响应 碳镍共掺杂 JDF-L1
分类号: O643.36
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 260次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


光催化分解水将可再生的太阳能转化为化学能氢能，其意义重大。从产氢效率来看，光催化剂的作用至关重要。钛基催化剂是目前研究得最广泛的催化材料。近几年来，非金属掺杂以及催化剂特殊结构化等方面研究得比较热，本文采用焙烧自制的碳化钛制备了碳掺杂二氧化钛C／TiO2，并考察了焙烧温度的影响。利用XRD、UV-Vis、FT-IR／Raman、光电流响应等对掺杂样品的晶型、吸光性能、光电性能等进行了表征。UV-Vis实验表明，碳掺杂后二氧化钛的吸光性能较本征TiO2得到了改善，UV-Vis吸收带边界红移了25nm。光电响应实验表明C／TiO2的光生电流明显强于纯TiO2。光解乙醇水溶液实验表明，碳掺杂TiO2较纯TiO2放氢效率有较大提高。焙烧温度对碳掺杂样品的催化活性有影响，其中C／TiO2-600的催化活性最高，产氢速率达到了38.1μmol／h。在制得碳掺杂TiO2的基础上采用浸渍法制备了碳镍共掺杂的ZiO2，并考察了镍掺杂含量的影响。实验表明，镍离子的介入导致催化活性的下降。这可能与镍离子充当了光生载流子的复合中心有关。但当镍的质量百分含量达到5％时，其催化活性最高，这可能是表面的氧化镍微晶与TiO2形成了半导体复合体系，从而在一定的程度上抑制了光生载流子的表面复合。采用水热法合成了层状化合物钛硅酸盐JDF-L1，利用XRD、UV-Vis、FT-IR进行了表征，并通过十二胺插层研究了JDF-L1层的扩展性能。XRD表征以及相关计算表明，JDF-L1的扩展性能较好，层间间隔经十二胺插层后由0.42 nm增加到了2.76 nm。光解乙醇水溶液放氢实验表明，JDF-L1具有一定的催化活性，但产氢速率比较低。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪言  7-24
  1.1 引言  7
  1.2 半导体光催化制氢原理  7-9
  1.3 半导体光催化分解水制氢的研究现状  9-22
    1.3.1 光催化材料的发展  9-19
      1.3.1.1 光催化材料TiO_2  9-15
        1.3.1.1.1 贵金属修饰  9-10
        1.3.1.1.2 过渡金属离子掺杂  10-11
        1.3.1.1.3 非金属掺杂  11-13
        1.3.1.1.4 染料光敏化  13
        1.3.1.1.5 半导体复合  13-15
      1.3.1.2 金属硫化物半导体  15
      1.3.1.3 层柱型复合氧化物  15-19
        1.3.1.3.1 钙钛矿型钛酸盐、钽酸盐  15-17
        1.3.1.3.2 层状铌酸盐  17-19
    1.3.2 水溶液体系的组成  19-22
  1.4 选题的意义与依据  22
  1.5 创新之处  22-24
第二章 光催化制氢反应装置体系  24-27
  2.1 引言  24-25
  2.2 反应装置简介  25-26
    2.2.1 光催化分解水反应器  25
    2.2.2 氮气除氧装置  25-26
    2.2.3 水浴装置  26
    2.2.4 气体产物的分析  26
  2.3 实验具体步骤  26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 碳掺杂TiO_2的制备、表征及其光催化制氢的研究  27-38
  3.1 引言  27
  3.2 实验部分  27-29
  3.3 测试与表征  29-35
    3.3.1 物相分析  29-30
    3.3.2 紫外-可见吸收光谱  30-31
    3.3.3 FT-IR光谱分析  31-32
    3.3.4 FT-RAMAN光谱分析  32-33
    3.3.5 光电化学性能实验  33-35
      3.3.5.1 工作电极的制备  33-34
      3.3.5.2 电化学池的构成  34
      3.3.5.3 光电流分析  34-35
      3.3.5.4 光电流—电位分析  35
  3.4 光催化活性  35-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章 碳镍共掺杂TIO2的制备及其光催化制氢的研究  38-44
  4.1 引言  38
  4.2 实验部分  38-39
  4.3 测试与表征  39-42
    4.3.1 物相分析  39-40
    4.3.2 FT-IR光谱分析  40-41
    4.3.3 FT-RAMAN光谱分析  41-42
  4.4 光催化活性  42-43
  4.5 本章小结  43-44
第五章 JDF-L1的制备、表征及其光催化制氢的研究  44-52
  5.1 引言  44
  5.2 实验部分  44-46
    5.2.1 催化剂的制备  45-46
  5.3 测试与表征  46-50
    5.3.1 XRD分析  46-48
    5.3.2 十二胺柱撑JDF-L1的热重分析  48
    5.3.3 FT-IR光谱  48-49
    5.3.4 紫外-可见吸收光谱  49-50
  5.4 光催化活性  50-51
  5.5 本章小节  51-52
第六章 结论与展望  52-54
  6.1 结论  52-53
  6.2 展望  53-54
参考文献  54-61
附录 实验药品及仪器  61-63
致谢  63-64
攻读学位期间的研究成果  64

相似论文

  1. 双季戊四醇及其衍生物的合成与工艺研究,TQ223.164
  2. 基于酚醛树脂活性炭的制备及负载TiO2吸附—光催化性能,TQ424.19
  3. 可磁分离的TiO2基光催化纳米纤维的制备研究,TB383.1
  4. Fe，V共掺杂TiO2催化剂的合成、表征及其性能研究,O614.411
  5. 静电纺丝法制备TiO2及其光催化行为的研究,O614.411
  6. 功能化纳米二氧化钛多孔材料的制备、表征及性能研究,TB383.1
  7. 有序多孔TiO2薄膜的制备及其性能研究,TB383.2
  8. Cu、Mn、Ce改性V2O5-WO3/MOx/CC催化剂的制备及其催化脱硝性能,X701
  9. 复合溶胶改性Ce、Co、Ni/V-W/TiO2选择催化还原NOx的性能研究,X701
  10. 一维纳米TiO2的制备及染料废水脱色研究,TB383.1
  11. 介孔二氧化钛光催化降解橙黄Ⅱ的研究,X791
  12. 室内空气中甲醛的检测及吸附研究,X831
  13. 铁、镧掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究,O614.411
  14. 无机填料改性聚乳酸的研究,TQ320.1
  15. 酞菁基电子给体—受体结构组装及其光解水性能,O643.32
  16. Ni/TiO2-SiO2催化剂的制备、表征及顺酐加氢性能研究,TQ225.2
  17. 纳米LaFeO3的可控合成及其与TiO2桥联复合光催化剂建构,O643.36
  18. TiO2光催化剂的掺杂改性及应用,O643.36
  19. Ni片上组装TiO2纳米管阵列和TiO2/ZnO纳米棒阵列膜光催化辅助电解水制氢研究,TQ116.21
  20. 纳米TiO2光催化复合薄膜的制备与表征,TB383.2
  21. 形貌调控的Bi2S3基纳米晶光催化剂合成及性能研究,TB383.1

中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 化学动力学、催化作用 > 催化 > 催化剂
© 2012 www.xueweilunwen.com