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Dawson结构钨磷酸/银纳米粒子复合材料的制备及其电催化和光催化性能研究

作　者: 刘健
导　师: 许林
学　校: 东北师范大学
专　业: 无机化学
关键词: 多金属氧酸盐 银纳米粒子 二氧化钛纳米粒子 二氧化钛纳米管 电催化 光催化 二氧化碳
分类号: O611.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


多金属氧酸盐（简称多酸，英文缩写POMs）是一种具有十分特殊的结构以及非常丰富优秀物理、化学性质的金属氧簇化合物，它以能够历经一系列的多步骤、多电子的可逆的转移过程且保持结构不变而受到科学研究者的广泛关注。因而，大多数多酸往往具有很好的氧化还原性质，可以被用作电催化剂、光催化剂或修饰电极的材料等。本论文以多酸为核心，结合银纳米粒子、二氧化钛纳米粒子及二氧化钛纳米管特殊的理化性质，制备了多酸/银纳米粒子复合膜修饰电极，多酸/银纳米粒子/二氧化钛纳米粒子（纳米管）复合材料，并将其应用于电催化及光催化中。具体内容如下：1.用一种简便的方法将杂多钨酸盐(P2W18)和纳米银粒子修饰到玻碳电极表面，得到的修饰电极具有良好的稳定性、电化学和电催化活性。文中以壳聚糖打底，在玻碳电极表面得到一层壳聚糖膜后，再通过静电自组装方法将P2W18/Ag纳米粒子修饰其上，制成了(P2W18-Ag)NPs chitosan修饰电极。利用电化学循环伏安法，我们对这种复合物修饰电极的电化学性质以及这种修饰电极对S2O82-、IO3-、NO2-等物质的电催化性质进行了较为详细的研究。研究证明，复合膜中添加Ag纳米粒子后，膜的导电性得到了提升，同时，其电催化活性有所提高。2.利用溶胶凝胶法合成了TiO2纳米粒子，并用P25为原料合成了TiO2纳米管以及(P2W18-Ag)NPs-TiO2纳米管复合材料，并分别用TiO2纳米粒子、TiO2纳米管以及(P2W18-Ag)NPs-TiO2纳米管复合材料对亚甲基蓝进行了光降解实验。研究表明，相比于TiO2纳米粒子，TiO2纳米管及TiO2纳米管复合材料有着更好的染料吸附能力和光降解能力。3.利用合成的TiO2纳米粒子及多酸/银纳米粒子复合TiO2纳米材料，我们对二氧化碳进行了光催化转化实验。研究表明，多酸/纳米银粒子的引入能够使二氧化碳光催化转化效率有所提升。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-22
  1.1 多金属氧酸盐简述  8-13
    1.1.1 多金属氧酸盐发展史简介  8-9
    1.1.2 多金属氧酸盐的结构及性质  9-10
    1.1.3 多金属氧酸盐的电催化性质  10-12
    1.1.4 多金属氧酸盐的光催化性质  12-13
  1.2 杂多酸光催化还原法制备金属纳米粒子  13-15
    1.2.1 概述  13-14
    1.2.2 利用杂多酸光催化还原法制备金属纳米粒子  14-15
  1.3 TIO_2光催化简述  15-21
    1.3.1 TiO_2光催化的发展历程  15-16
    1.3.2 纳米二氧化钛的制备  16-18
    1.3.3 二氧化钛纳米管光催化的基本原理  18-19
    1.3.4 二氧化钛光催化还原二氧化碳  19-21
  1.4 选题依据  21-22
第二章 基于壳聚糖辅助的多酸/银纳米粒子修饰电极的制备及电催化性能研究  22-34
  2.1 引言  22
  2.2 实验部分  22-23
    2.2.1 仪器及试剂  22-23
    2.2.2 chitosan 修饰电极的制备  23
    2.2.3 (P_2W_(18)-Ag)NPs 纳米溶胶的制备  23
    2.2.4 制备(P_2W_(18)-Ag)NPs chitosan 修饰电极  23
  2.3 结果与讨论  23-33
    2.3.1 (P_2W_(18)-Ag)NPs 的表征  23-24
    2.3.2 阻抗谱分析  24-25
    2.3.3 (P_2W_(18)-Ag)NPs chitosan 修饰电极的电化学行为  25-29
    2.3.4 (P_2W_(18)-Ag)NPs chitosan 修饰电极的电催化活性  29-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章 二氧化钛纳米管/多酸/银纳米粒子三元复合材料光催化性能研究  34-42
  3.1 引言  34
  3.2 实验部分  34-37
    3.2.1 纳米 TiO_2的制备  34-35
    3.2.2 TiO_2纳米管制备  35
    3.2.3 P_2W_(18)-Ag-TiO_2纳米管复合材料制备  35
    3.2.4 光催化降解性能研究  35-37
  3.3 结果与讨论  37-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章 二氧化钛/多酸/银纳米粒子三元复合材料光催化还原二氧化碳研究  42-46
  4.1 引言  42-43
  4.2 实验部分  43-44
    4.2.1 纳米 TiO_2及其复合材料的制备  43
    4.2.2 二氧化碳光催化性能研究  43-44
  4.3 结果与讨论  44-45
  4.4 本章小结  45-46
第五章 结论  46-47
参考文献  47-52
致谢  52

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 化学元素与无机化合物 > 性质
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