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水杨酸修饰TiO_2纳米管阵列和ZnIn_2S_4膜电极的制备及光电催化性能研究

作　者: 王欣
导　师: 赵慧敏
学　校: 大连理工大学
专　业: 环境工程
关键词: TiO2纳米管阵列 水杨酸修饰 ZnIn2S4膜电极 光电催化 硝基酚
分类号: O646
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


本文使用水杨酸对有序TiO2纳米管阵列电极进行修饰，采用电化学沉积法制备了ZnIn2S4膜电极，两种方法均达到了提高可见光利用率的目的。本文以浸渍法制备了水杨酸修饰的有序TiO2纳米管阵列电极。采用阳极氧化法制备有序TiO2纳米管阵列电极，然后再浸渍于水杨酸溶液中得到水杨酸修饰的TiO2纳米管阵列电极。水杨酸修饰TiO2纳米管电极为有序的阵列结构，纳米孔呈开口状，平均管径为80 nm，平均管长为550 nm。水杨酸修饰会导致电极的吸收边带和光激发边带均有明显的红移并且使电极表面具有更多的羟基基团。以水杨酸修饰TiO2纳米管电极为工作电极，进行2 h紫外光光电催化和3 h可见光光电催化降解对硝基酚时，降解率均达到100％，与TiO2纳米管电极相比（63％和79％），水杨酸修饰提高了TiO2纳米管电极的紫外和可见光电催化活性。本文采用电化学沉积法，制备出的具有枝叶状的结构的ZnIn2S4膜电极。ZnIn2S4膜电极的吸收均延伸至可见光区域，且禁带宽度较小，具有较高的可见光响应。不同电化学沉积时间对ZnIn2S4膜电极表面性质和光电化学性能有很大影响。以电化学沉积20min的ZnIn2S4膜电极的可见和全光响应最佳、光转化率最高，光转化效率分别为1．35％和2．03％。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 纳米TiO_2及ZnIn_2S_4国内外相关领域研究进展  8-24
  1.1 纳米TiO_2光催化技术  8-16
    1.1.1 纳米TiO_2光催化机理  8-10
    1.1.2 纳米TiO_2光催化剂  10-12
    1.1.3 影响TiO_2光催化性能的主要因素  12-13
    1.1.4 提高纳米TiO_2光催化活性的途径  13-16
  1.2 TiO_2纳米管  16-19
    1.2.1 TiO_2纳米管的制备方法  16-18
    1.2.2 TiO_2纳米管阵列的应用  18-19
  1.3 光催化分解水制氢  19-22
    1.3.1 光催化分解水制氢的原理  19-21
    1.3.2 光催化分解水制氢的材料  21-22
  1.4 选题依据、目的、意义和研究内容  22-24
    1.4.1 选题依据  22-23
    1.4.2 研究目的和意义  23
    1.4.3 研究内容  23-24
2 水杨酸修饰的TiO_2纳米管阵列电极的制备、表征与光电催化性能  24-37
  2.1 实验方法  24-27
    2.1.1 实验试剂与材料  24
    2.1.2 实验仪器  24-25
    2.1.3 水杨酸修饰的TiO_2纳米管阵列电极的制备  25
    2.1.4 水杨酸修饰的TiO_2纳米管阵列电极的表征分析  25-26
    2.1.5 水杨酸修饰TiO_2纳米管阵列电极光电催化降解对硝基酚实验  26-27
  2.2 结果与讨论  27-36
    2.2.1 水杨酸修饰TiO_2纳米管阵列电极的SEM分析  27-28
    2.2.2 水杨酸修饰TiO_2纳米管阵列电极的XRD分析  28-29
    2.2.3 水杨酸修饰TiO_2纳米管阵列电极的XPS分析  29
    2.2.4 水杨酸修饰TiO_2纳米管阵列电极的IR分析  29-30
    2.2.5 水杨酸修饰TiO_2纳米管阵列电极的DRS分析  30-32
    2.2.6 水杨酸修饰TiO_2纳米管阵列电极的SPV分析  32
    2.2.7 水杨酸修饰TiO_2纳米管阵列电极降解对硝基酚研究  32-35
    2.2.8 水杨酸修饰TiO_2纳米管阵列电极的稳定性  35-36
  2.3 小结  36-37
3 ZnIn_2S_4电极的制备、表征与光电性能  37-47
  3.1 实验方法  37-39
    3.1.1 实验试剂与材料  37
    3.1.2 实验仪器  37
    3.1.3 ZnIn_2S_4膜电极的制备  37-38
    3.1.4 ZnIn_2S_4膜电极的表征分析  38
    3.1.5 ZnIn_2S_4膜电极光电化学性能测试  38-39
  3.2 结果与讨论  39-46
    3.2.1 ZnIn_2S_4膜电极的SEM分析  39-40
    3.2.2 ZnIn_2S_4膜电极的XRD分析  40
    3.2.3 ZnIn_2S_4膜电极的EDX分析  40-41
    3.2.4 ZnIn_2S_4膜电极的DRS分析  41-42
    3.2.5 ZnIn_2S_4膜电极可见光光电化学测试  42-46
  3.3 小结  46-47
结论与建议  47-48
  1.结论  47
  2.建议  47-48
参考文献  48-55
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  55-56
致谢  56-57

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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 > 电化学、电解、磁化学
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