一、网状TiO_2/Ti电极的制备及染料的光电催化降解（论文文献综述）
张昕晔[1]（2021）在《TiO2纳米纤维复合薄膜的制备及光电催化性能研究》文中研究说明工业的快速发展给自然资源与环境造成了巨大压力,可持续发展已成为时代进步的必然选择,其中如何高效处理工业废水,实现水资源循环利用迫在眉睫。光电催化氧化降解技术是一种绿色环保的污水处理技术,其结合了光催化和电催化的优势,可将污染物彻底矿化为CO2和H2O。实现光电催化技术实用化的关键在于开发高性能的光电材料。TiO2因其物理和化学性质稳定、廉价无毒等优点一直是光电催化领域的研究热点,但其可见光捕获能力较差,太阳光利用率低,电子-空穴复合率高等限制了其实际应用。本文以改性提高TiO2光电催化性能为研究目标,先后构建了Cu3P/TiO2和CdSe/C/TiO2纳米纤维复合薄膜,并深入分析了样品的组成结构、光电特性、光电降解性能及活性增强机理,具体研究内容如下:（1）首先采用碱式溶剂热法制备了TiO2纳米纤维薄膜,随后借助醇热法将Cu3P纳米颗粒原位沉积在TiO2纳米纤维薄膜上,成功制备得到Cu3P/TiO2异质结光电催化剂。Cu3P的引入不仅提高了体系的光吸收能力,而且降低了电荷转移电阻,使体系具有较高的光电流密度和开路电压。在300 W氙灯照射下,0.06-Cu3P/TiO2样品具有最优的瞬态光电流密度(17.12（?）A·cm-2),约是TiO2薄膜的3.2倍。光照120 min后,0.06-Cu3P/TiO2对5 mg·L-1的亚甲基蓝（MB）降解率为88.36%,相比纯TiO2提高了17.07%。经过四次循环使用后,上述复合薄膜对MB的降解率略有下降。此外,能带结构分析和自由基捕获实验结果表明,Cu3P/TiO2之间形成了p-n结,有效促进了载流子的分离和迁移,使得光电催化降解活性显着提高。（2）采用原位溶剂热沉积法将碳膜和CdSe依次负载于TiO2纳米纤维薄膜表面（CdSe/C/TiO2）。与纯TiO2相比,该三元复合材料可见光吸收能力明显增强,电荷转移内阻相比二元体系进一步降低,载流子分离和迁移更为顺利,在300 W氙灯照射下,CdSe/C/TiO2的电流密度为45.36（?）A·cm-2,高于二元复合体系C/TiO2(29.52（?）A·cm-2)和CdSe/TiO2(16.16（?）A·cm-2),是纯TiO2电流密度的9倍。光照120 min,CdSe/C/TiO2对5 mg·L-1的MB降解率为92.43%,相比TiO2提高了21.14%。循环使用四次后,MB降解效率略有降低。同时分析发现,碳膜的引入不仅提供了载流子快速转移通道,有利于电子从CdSe向TiO2迁移,而且改善了复合薄膜与电解液之间的接触性能。整体上,碳膜与CdSe的协同作用一方面使三元体系可捕获更多的可见光,产生更多载流子;另一方面,在促进空穴快速转移至电极表面的同时,通过改善与反应溶液的接触性能,使空穴快速有效参与染料的氧化降解反应,进而提高了TiO2薄膜的光电催化活性。
黄平[2]（2021）在《Bi12TiO20复合电极构筑及其对MB的光电催化降解性能研究》文中研究表明印染生产是整个纺织工业中不可或缺的关键环节,但污染严重。《中国染料工业年鉴2019》数据显示,我国年染料生产总量居世界第一,达90万吨,印染工业废水组成复杂,色度高,常含“三致”毒物,属水环境污染控制的难点和痛点。以半导体光催化剂为光阳极,利用外加偏压的光电催化降解处理,具有低成本、高效率地彻底处理低浓度染料废水的技术优势,极具发展前景。高效耐久的适宜光阳极的构筑是光电催化降解亚甲基蓝染料废水技术的关键。本研究选择具有独特能带结构（带隙2.5～2.8 e V）、廉价无毒且可响应可见光的Bi12TiO20（BTO）作为基体催化剂,与新型二维Ti3C2Tx材料复合、进行微结构调控、开展支撑体研究来构筑高效稳定的光阳极,以期获得环境友好型的有望实用的光阳极。所取得的主要研究结果包括:（1）为抑制Bi12TiO20（BTO）这种极具发展潜力的光催化材料光生电子空穴对的快速复合,通过温和的超声混合与机械涂覆便利地制备出Ti3C2Tx/BTO/FTO光阳极,对该阳极材料进行了XRD、SEM、TEM、XPS、UV-vis DRS、PL、瞬态光电流和EIS测试,以铂片为对电极,组成光电化学池（PEC）,在模拟阳光下,外加偏压1 V对MB进行降解研究。实验结果表明,BTO-6的光电催化降解率比BTO增大了一倍,一系列测试表征结果显示降解率增大的原因在于Ti3C2Tx与BTO能形成紧密接触的界面;二者费米能级的差异使界面间形成肖特基异质结,产生内电场,内外电场相结合实现高效抑制光生电子空穴对复合;且Ti3C2Tx的亲水性有助于H2O的吸附和羟基自由基这一主要活性物种的产生。此外,结合实验与表征结果提出了可能的反应机理。此研究表明负载Ti3C2Tx构建内电场结合外电场可显着增强BTO的催化性能,为BTO的改性研究做出了创新性努力,同时为光电催化降解有机染料提供一种有潜力的新型光电催化复合催化剂。（2）采用电化学阳极氧化法在钛板上制备得到TiO2-NTs支撑基底,而后将水热反应合成的BTO与前期优化量的Ti3C2Tx进行超声混合后机械涂覆在TiO2-NTs表面构筑成光阳极。通过XRD,SEM,XPS,UV-vis DRS,PL和瞬态光电流对阳极结构和性能进行表征,并研究在模拟太阳光下其对亚甲基蓝（MB）的光电催化降解性能。结果表明:120 min后Ti3C2Tx/BTO/TiO2-NTs光阳极可使MB的降解率达到92.8%,几乎分别是TiO2-NTs和BTO的3倍和2倍。催化增效的原因一是窄带隙BTO引发复合光阳极吸光红移及Ti3C2Tx贡献的高吸光性,二是复合材料间形成内电场协同外电场促进光生电子和空穴分离,光生电子保留其高还原氧化反应能力,产生了·O2-这一主要反应活性物种。
泰舒芸[3]（2021）在《过渡金属氧化物/碳复合材料的制备及去除水中有机污染物的研究》文中研究说明随着自然资源直接或间接被污染,水质恶化和清洁水资源无法供应是全世界面临的紧迫挑战,因此研发高效环保、低能耗的处理技术迫在眉睫。吸附法成本较低、易于操作、去除效率高、环境友好,是有机污染物去除常用的处理方法之一,提高催化材料的吸附性能可以富集污染物以便后续降解。过渡金属Fe、Co、Ni其合金及氧化物具有磁性、比表面积大、反应快速以及良好再生性能被用作新型吸附剂,将其负载固定在碳质材料上,可有效解决纳米颗粒易团聚、难以回收的问题,提高材料吸附性能。二氧化钛是最常见的半导体材料,因其成本低、无毒、化学稳定性好、耐光腐蚀被用于废水处理的电极材料,将其与碳材料复合固定后,易于吸附分离降解,抑制光电催化过程电子和空穴复合,提高催化效率,还可以循环使用。研究制备了碳材料复合的过渡金属氧化物,固定粉末提高材料吸附性能,具体结论如下:本论文为有效防止Fe、Co、Ni氧化物团聚,采用溶剂热法将金属氧化物前驱体负载在具有多孔网状结构的花粉碳上,在不同温度条件下退火生成金属氧化物和生物碳的复合材料。XRD图谱表明生成的金属氧化物为γ-Fe2O3、CoO、NiO以及少量的金属单质,随着温度的升高样品晶型更完整。在20mg/L甲基橙吸附实验中,500℃条件下的CoO@C吸附量达到19.32 mg/g,去除率为96.61%,因此选择CoO@C复合体系进行吸附相关模型拟合分析,符合二级反应动力学模型（R2:0.9683-0.9964）、粒子内扩散模型和Freundlich吸附等温线模型,表明该吸附过程是物理作用和化学作用的共同结果,判断是以静电作用为主的吸附过程。改变反应pH吸附去除环丙沙星效率在80%左右,受到影响不大,判断静电引力参与作用但不是主要机制。通过外加磁场回收,去离子水和甲醇洗脱后,循环使用三次效率仍维持在80%以上。本论文为防止TiO2纳米颗粒电子空穴复合过快,采用溶剂热-浸渍法以导电碳毡为基底合成了易于回收重用的TiO2-ACF复合电极。改变溶剂热反应时间,钛酸异丙酯（TTIP）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的添加量探究二氧化钛颗粒合成最适条件。XRD、SEM、EDS等表征结果表明合成的TiO2颗粒呈现锐钛矿晶型,无明显杂峰,具有较高的结晶度,当添加的TTIP:CTAB剂量比例为1:1时,在150 ℃条件下水热反应20 h后合成的TiO2颗粒大小在12.84 nm左右,分布均匀,无明显团簇,扫描碳毡上断层发现二氧化钛颗粒具有一定的厚度包覆在碳毡纤维上。以亚甲基蓝为目标污染物,改变光电催化外加电压大小,在模拟太阳光外加0.8 v电压条件下,亚甲基蓝去除效率可以达到95%以上,循环三次后仍保持在90%以上。选择邻苯二甲酸二甲酯有机污染物作为模拟化合物,在0.8 v光电协同作用下反应2 h最大降解效率为85%。
王雅琦[4]（2021）在《TiO2-BiVO4及其改性材料的制备与光电催化降解典型有机污染物性能研究》文中认为随着人口的增长以及经济与工农业的快速发展,排入水体中的污染物总量逐年增加。研究与开发高效实用的污水处理技术,已成为环境领域的科学前沿和热点问题。光电催化技术是一种新型的高级氧化技术,具有反应条件温和、可利用太阳光、适用性广、无二次污染等优点,在污水处理领域的应用前景非常广阔。光电催化技术的核心是高性能光电催化材料的设计制备,具有较宽可见光响应、高导电性、较大比表面积等特性的催化材料,是实现高效降解有机污染物的关键。本论文在制备Ⅱ型异质结TiO2-BiVO4的基础上,利用聚酰亚胺（PI）、葡萄糖、黑磷/红磷（BP/RP）对其进行改性,构建Z体系,改变电子传递路径,保持较强的氧化还原能力,从而提高复合材料（TiO2-BiVO4-PI、TiO2-C-BiVO4、TiO2-BiVO4-BP/RP）的光电催化活性。通过多种分析测试手段对所制备的复合材料进行表征,分别以罗丹明B（Rh B）、双酚类化合物（BPs）以及氟唑菌酰胺（FLX）为目标污染物,对复合材料的光电催化性能、光电催化反应机理和污染物降解机理等进行研究。主要研究结果如下:（1）采用溶胶凝胶法结合溶剂热技术,成功制备了具有蕨菜型形貌的Ⅱ型异质结TiO2-BiVO4复合材料,其仿生结构有效地提高了光吸收性能及对污染物的吸附,同时,外电场通过促使Ⅱ型异质结中光生电子和空穴的传递,有效地抑制载流子的复合。在模拟太阳光协同外加电场（4 V）作用下,TiO2-BiVO4（5%）复合材料的光电催化活性最高,反应300 min后,Rh B（C0=10 mg/L,p H=5.3）的降解效率达到97.2%,比光催化体系提高了17.8%。此外,以费氏弧菌5269作为受试生物对反应体系毒性变化进行评价,光电催化体系几乎可使Rh B溶液完全脱毒。这是由于该体系的主要活性物种·O2-可使Rh B分子中的C=C、C=N和C=O断裂、开环,并进一步矿化。（2）以尿素和均苯四甲酸二酐为原料,通过热聚合法合成了具有优异孔结构特征和光吸收特性的PI材料,并用其对TiO2-BiVO4进行改性,PI的掺杂扩大了复合材料的光响应范围,由于BiVO4和PI之间面-面接触的直接Z体系的存在,导致空穴和电子分别集中在BiVO4的价带和PI的导带,使得复合材料具有更强的氧化还原能力。在模拟太阳光协同外加电场（1 V）作用下,TiO2-BiVO4（1%）-PI（1%）复合材料的光电催化活性最高,反应120 min后,六种BPs（C0=5 mg/L）的降解率分别为:BPA（93.5%）>BPB（92.7%）>BPAP（85.6%）>BPF（75.9%）>BPAF（69.8%）>BPS（39.2%）;反应360 min后,BPs的矿化效率范围为31.7%–66.8%,在·O2-和·OH作用下,BPs分子中连接苯酚环的C-C键上取代基脱落或者C-C键断裂,以及苯酚环羟基化或开环等反应生成了较多的中间产物,致使其矿化率较低。通过ECOSAR程序对中间产物毒性变化进行分析,六种BPs降解过程中间产物毒性均呈下降趋势。（3）以葡萄糖为碳源,通过溶胶-凝胶法结合原位水热碳化,制备了TiO2-C-BiVO4复合材料,其中,碳以石墨相存在。与TiO2-BiVO4相比,石墨碳的掺杂增强了复合材料对污染物的吸附能力,拓宽了光响应范围,生成了更多的活性自由基,且石墨碳作为电子传导桥,在TiO2和BiVO4之间构建了Z型通道,提高了电子迁移率,调节载流子的转移路径,空穴和电子分别集中在TiO2的价带和BiVO4的导带,使得复合材料具有较强的氧化还原能力。在模拟太阳光协同外加电场（1 V）作用下,TiO2-C（1%）-BiVO4（5%）复合材料的光电催化活性最高,反应240 min后,除BPS降解效率为65.2%,其他BPs降解效率均超过95%,这是由于BPS分子是通过O=S=O连接两个羟苯基官能团,分子结构较为稳定;反应360 min后,六种BPs的矿化率均达到90%以上。降解过程中,BPB、BPAP和BPAF反应体系对费氏弧菌5269的毒性增强,但随着BPs矿化度的提高,毒性均明显减弱。（4）采用球磨-水热协同法,在非高温煅烧条件下制备了BP/RP原位结,通过BP/RP与BiVO4二维材料之间构建面-面Z型异质结,成功制备了多异质结TiO2-BiVO4-BP/RP复合材料。在原位结和Z体系协同作用下,空穴和电子分别集中于BiVO4的价带和BP/RP的导带,有效提高光生电子-空穴对的分离效率。在模拟太阳光协同外加电场（1 V）作用下,反应120 min后,TiO2-BiVO4-BP/RP对FLX（C0=1 mg/L）的光电催化降解效率可达96.5%。十次循环利用后,FLX的降解效率仍然可以达到90.0%以上,并且TiO2-BiVO4-BP/RP的形貌及化学结构未发生明显改变,说明该多异质结复合材料具有优异的稳定性。此外,TiO2-BiVO4-BP/RP对染料Rh B和内分泌干扰物BPA的光电催化降解效率分别为95.1%和90.2%,同样显示了较高的光电催化降解活性。
张雪月[5]（2021）在《TiO2纳米管阵列复合材料光电降解染料性能研究》文中研究表明近年来,环境污染物净化已经成为国内外研究的热点课题。光电催化技术同时具有光催化和电催化技术的优点,可以产生强氧化性的自由基将有机污染物深度氧化为CO2和H2O。由于其操作简单、绿色无污染等已成为解决水污染问题的有效策略之一。TiO2作为功能无机半导体材料,具有合适的能带结构且安全无毒、化学稳定性好、廉价易得,在光电催化领域受到广泛研究。本文以TiO2纳米管阵列（TiO2 nanotube arrays,TiO2 NTAs）为载体,采用负载助催化剂、构建异质结的方法对其进行改性,以提高其光电催化活性,并将其用于降解有机污染物。具体研究内容及结果如下:（1）采用阳极氧化法制备了TiO2 NTAs,通过溶剂热法在TiO2 NTAs表面原位生长了Co2P纳米颗粒。在300 W氙灯照射下（350–780 nm）,与TiO2 NTAs单体及其他复合样品相比,1.5-Co2P/TiO2 NTAs具有最优的光电催化活性,其光电流密度可达0.39m A·cm–2,是TiO2 NTAs(0.12 m A·cm–2)的3.22倍,90 min内对5 mg·L–1的MB和Rh B的去除率可分别达到88.73%和57.27%。自由基捕获实验表明,降解过程中主要的活性基团为·OH。光电分析结果证明,在偏压的作用下,Co2P可作为电荷捕获位点促使TiO2价带上的空穴向其迁移,有效促进光生载流子的分离,进而增强体系的光电催化性能,提高了对有机污染物的降解效率。（2）采用原位溶剂热法成功构建了表面紧密结合的二元SnO2/TiO2异质结构,在300 W氙灯照射下（350–780 nm）,当反应液中SnO2的理论含量为0.7 mmol时,SnO2/TiO2 NTAs具有最大的光电流密度(0.94 m A·cm–2),大约是TiO2 NTAs的4.48倍,90 min内对5 mg·L–1 MB和Rh B的去除率可达到94.71%和80.58%,较TiO2 NTAs单体提高了1.26倍和1.72倍,经四次循环实验后降解活性几乎不变。此外,捕获实验、光电测试和活性基团分析表明,复合材料光电催化活性增强的原因主要是SnO2和TiO2 NTAs之间形成了Z-scheme电荷转移机制,有效地促进了载流子的分离与迁移,同时保留了体系较强的氧化还原能力。在·O2–、·OH和h+的共同作用下,MB和Rh B被氧化为CO2、H2O和其他中间小分子,而·O2–是主要的活性物种,在光电降解过程中起主要作用。
吴松浩[6]（2021）在《TiO2复合材料制备及在光电催化中的应用》文中提出社会的快速发展伴随着生产方式的进步,其中能源问题就显得极为重要。几个世纪以来,常规能源的耗费殆尽以及开发运用不合理,造成了能源浪费的同时也有环境污染问题凸显出来。人们迫切需要从传统能源向新能源进行转变,不仅仅是能源类型的转变,更为重要的是能源开发使用方式的转变。太阳能成为研究新能源的热点,而光催化则能有效的利用太阳能进行污染整治。光催化剂二氧化钛有稳定程度高,原料便宜等特性,它的运用前景也是十分宽广的。TiO2光谱范围利用的低效能,需要对其进行进一步的优化。随着钻研的深化,对TiO2材料的改性研究也始终热情不竭。本研究是在TiO2纳米材料基础上,对其进行窄带隙的CoFe2O4-TiO2复合半导体改性处理,随后是利用缩合回流和两步水解-水热法合成了Z型异质结构的Ag-Fe2O3-TiO2纳米复合材料。以罗丹明B染料为模型测试它们的光催化活性和电化学性能。另外,创造性的设计一种新型的复合功能型双室光催化燃料电池,该燃料电池只以光能为驱动力,利用光能降解废水同时伴随着发电。主要工作如下:（1）通过缩合回流和两步水解-水热法制备CoFe2O4-TiO2异质结构纳米颗粒。尖晶石CoFe2O4作为高效率的氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction,ORR）催化剂,提升TiO2的光催化效率。在TiO2上添加微量CoFe2O4可以提高其对O2的亲和力,产生更快的光诱导载流子传输,但几乎不影响能带结构。当添加适量的CoFe2O4到TiO2时,染料废水的光催化脱色会显着加速,所计算出的复合物的表观动力学常数(kapp)(0.020 min-1)是纯TiO2(0.0085 min-1)的2.4倍,是CoFe2O4(0.0036 min-1)的5.6倍。用不同的自由基清除剂进行的淬灭实验表明,O2–·是所有光催化反应中的关键氧化自由基。同时,事实证明,CoFe2O4-TiO2产生的O2-·的快速增长是光催化性能提高的主要原因。此外,CoFe2O4-TiO2提升的电化学ORR催化能力在2加2电子路线生成的H2O2（光催化过程相同的产物）。因此,CoFe2O4-TiO2光催化与催化ORR的协同作用导致了染料废水的快速降解。（2）通过缩合回流制备了Ag-Fe2O3复合材料,随后利用水解-水热法制备三元Ag-Fe2O3-TiO2复合材料纳米颗粒,并观察到它们以紧密连接的异质结构存在。在三元Ag-Fe2O3-TiO2复合材料中,提出并证明了一种与局部表面等离子体共振效应（Local Surface Plasmon Resonance,LSPR）相关的新颖Z方案机理,代替了光催化反应中的传统I型机理。与裸露的TiO2相比,Ag-Fe2O3的添加将通过Ag的LSPR效应在可见光区域引起较宽的吸收,这提速了电子从二氧化钛转移到Ag。此外,还可以从XPS光谱中检测到电子从TiO2迁移到Fe2O3,这表明TiO2和以Ag为介质的Fe2O3之间的界面可以为电荷分离和转移方向提供低电阻的途径。结果,Ag-Fe2O3-TiO2的光催化活性得到了特大的进步,其最高的表观动力学常数(kapp)达到0.027 min-1,分别是Ag-Fe2O3,空白TiO2,Ag-TiO2和Fe2O3-TiO2的7.3、1.9、1.7和1.5倍。自由基淬灭实验表明,O2-·和带正电的空穴是造成染料降解的主要氧化物质。实验证明,在光照射下,纯TiO2中几乎找不到羟基自由基,但是在加入Ag-Fe2O3后可以大幅度地产生并参与染料的降解,这进一步证明了Z方案是电子在TiO2和Fe2O3之间的转移主导的。（3）光催化燃料电池是一种新开发的可见光响应转换电池装置（Photocatalytic Fuel Cell,PFC）,可以创新利用光催化反应中的化学能为电能。在这次实验中,设计并优化一种复合功能新型双室光催化燃料电池。在阴极室中,利用类芬顿反应产生的强氧化活性物种自由基,高级氧化作用降解废水,并且其比阳极反应快速。同时,与单纯的氧气系统相比,提高了光电荷转移和电子产生的能力。借助PFC装置,两个腔室中的电极反应独立发生,以降解多种类型的有机物,同步产生电能。通过降解各种染料,阳离子染料在阳极反应中比阴离子染料更适合降解,阴极反应结论相反。通过四种染料的降解模型,PFC对活性艳红（X3B）的净化效果最佳,转换的电能效率最高是亚甲基蓝（MB）。
黄琳琳[7]（2021）在《网状钛基DSA电极构建及电催化降解苯酚性能与机制研究》文中研究表明电催化氧化系统性能的提升是电化学水处理技术的研究热点,而电极系统的催化活性、稳定性和传质性能是最重要的特性,且均与电极结构和材料密切相关。形稳电极（Dimensionally Stable Anode,DSA）以其较好稳定性得到广泛的关注,Ti/SnO2-Sb作为DSA的一种因其较好的电催化活性成为了电催化领域研究热点。本文以网状钛（Ti）基电极电催化降解苯酚的性能及机制研究为主要内容,从网状钛基体对Ti/SnO2-Sb电极性能的影响与作用机制、网状二氧化钛纳米管（M-TiO2-NTs）基体对Ti/TiO2-NTs/SnO2-Sb电极稳定性和催化性能影响、网状Ti阴极对污染物传质及转化过程的影响等开展了系统研究,并对网状Ti/TiO2-NTs/SnO2-Sb阳极和网状阴极组成的电催化体系促进苯酚降解机制展开了深入研究。使用网状钛金属代替传统的平板钛金属作为制备Ti/SnO2-Sb电极的基体,深入分析了网状钛基体金属阳极性能的特点与优势。与平板钛基体金属阳极相比（P-Ti/SnO2-Sb）,使用钛网金属制备的网状钛基体二氧化锡电催化电极（M-Ti/SnO2-Sb）表面裂纹少且形貌较致密,具有较低的电荷转移内阻（9.49Ω）、较大的活性表面积（74.88 cm2）以及较高的电极表面吸附氧含量（17.41%）,这些特性促进了M-Ti/SnO2-Sb产生更多的?OH。COMSOL模拟结果表明:网状的基体结构强化了M-Ti/SnO2-Sb电极附近流体的扰动,促使系统传质系数提高,是P-Ti/SnO2-Sb时的1.67倍。在电流密度为10 m A/cm2时,M-Ti/SnO2-Sb降解苯酚的TOC去除率和矿化电流效率（MCE）较P-Ti/SnO2-Sb高出21.6%和9.95%,电极寿命是P-Ti/SnO2-Sb的1.89倍。为进一步提高网状钛金属阳极的电催化效能,采用阳极氧化法在网状Ti基体表面原位合成二氧化钛纳米管阵列（M-TiO2-NTs）,研究了M-TiO2-NTs基体对Ti/SnO2-Sb（M-Ti/TiO2-NTs/SnO2-Sb）电催化性能及稳定性的影响,并与钛网阳极M-Ti/SnO2-Sb和平板钛基体的二氧化钛阵列/二氧化锡电极（P-Ti/TiO2-NTs/SnO2-Sb）进行对比分析。结果表明,加入M-TiO2-NTs中间层后,SnO2进入M-TiO2-NTs内部及M-TiO2-NTs形成的管簇后,M-Ti/TiO2-NTs/SnO2-Sb活性比表面积（4.03 cm2/cm2）和催化剂负载量（6.98±0.03 g/m2）均得到了提高;同时,电极的稳定性也得到了极大地提升,M-Ti/TiO2-NTs/SnO2-Sb的加速寿命为105 h,分别是M-Ti/SnO2-Sb和P-Ti/TiO2-NTs/SnO2-Sb的8.47和6.56倍;此外M-Ti/TiO2-NTs/SnO2-Sb电极能够有效的降解苯酚,在电催化降解100 min后,TOC去除率可达98.2%。为进一步提高对污染物苯酚的转化效能,对比研究了平板阴极和网状阴极结构对污染物去除效果的影响,分析了各进水流速下（0、0.015、0.032、0.045和0.062 m/s）电催化系统的效能。结果表明:使用网状阴极能有效提高污染物的转化效能,间歇静态流实验中,网状阴极电催化系统降解苯酚的准一级动力学常数k较平板阴极提高了26.3%;当进水流速提高至0.062 m/s时,网状阴极电催化系统降解苯酚的k值较静止时提高了30.1%。计算流体力学（CFD）模拟结果表明:在各进水流速下,使用网状阴极能够有效的增加阳极表面及反应器内部的流速,进而提高电催化系统传质性能和污染物降解效果。电催化系统传质系数（km）与进水流速成正比,当进水流速为0.032 m/s时,平板阴极和网状阴极电催化系统的km分别为3.65?10-5 m/s和6.14?10-5 m/s,各流速下网状阴极电催化系统的km较平板阴极高约40-55%。此外,CFD模拟结果与实验结果吻合度较高,说明本文中采用的模型可以较为准确的反映系统内流体的流动情况。以网状Ti/TiO2-NTs/SnO2-Sb阳极和网状阴极为电极材料,构建了电催化反应器,探讨了污染物降解的机制。TiO2-NTs在网状Ti基体上呈放射状径向的三维结构提高了M-Ti/TiO2-NTs/SnO2-Sb阳极的活性表面积和析氧过电位（1.87V（vs.Ag/Ag Cl））,有效促进阳极产·OH的能力,阳极表面吸附氧含量可达28.3%;当采用网状阴极时,电催化系统的传质系数为1.25?10-4m/s,是平板阴极系统(8.92?10-5m/s)的1.40倍,提高了·OH的利用效率。本论文研究表明,电催化系统中M-TiO2-NTs/Ti/SnO2-Sb阳极较大的活性表面积和放射状径向向外延伸生长的三维结构为·OH的大量产生提供了基础,而网状阴极的使用加快了有机物和?OH传递的速度和提高了·OH的利用效率,强化了系统内的传质过程,最终共同提高了电催化反应器降解污染物的能力。
邱健豪[8]（2020）在《基于MOFs或纤维素复合光催化材料的设计及Cr（Ⅵ）还原性能研究》文中研究指明近年来,随着现代工业的飞速发展,致使大量含有重金属离子污水的排放,造成了严重的土壤和水污染。重金属离子污染不利于林木等植物的生长发育,并会通过食物链的富集作用传到动物和人体内,对整个生态系统产生了严重威胁。重金属离子污染的一般去除方法是生物质炭吸附,考虑到光催化治理重金属与植物的光合作用可共同利用太阳光,无需提供额外的驱动力。因此,该方法绿色、经济且可持续,可以作为生物质炭吸附的补充或替代,对污水的治理具备极大的应用潜力。然而传统无机半导体光催化材料存在比表面积小、结构和带隙能难以调控以及光吸收效率低等问题,限制了其在光催化领域的进一步发展。因此,寻找一些新颖的、稳定高效且具有一定功能性的半有机或有机材料来改性或替换无机半导体材料能够为光催化技术的发展增添新的活力,甚至带来具有突破性的发展机遇。本论文着重研究了金属有机骨架材料（MOFs）和纤维素改性或替换传统半导体材料在光催化反应中的表现,充分利用了MOFs高比表面积、配位不饱和的金属中心位点、确定的类半导体结构、可控的带隙能以及纤维素丰富的含氧基团、相互缠绕的细长纤维结构、理想生物质炭材料的前驱体、良好的机械性能等优势构建了一系列高效光催化Cr（Ⅵ）还原体系,并提出了不同的反应机理模型,为设计开发新型高效复合光催化剂用于破坏林木生长的污水治理提供了一定的理论基础和指导思想。主要研究内容和成果如下:（1）利用Cd0.5Zn0.5S和ZIF-8相反的表面带电性质,通过静电自组装的方法合成了Cd0.5Zn0.5S@ZIF-8复合光催化材料,提出并证明了Cd0.5Zn0.5S和ZIF-8界面之间形成了新的S-Zn键,该键合作用使得他们紧密地结合在一起、Cd0.5Zn0.5S纳米颗粒较为分散且稳定地负载在ZIF-8表面上,并为光生电子传输到反应物表面提供了通道,最终致使光生电子-空穴对的高效分离和电子的高效传输。该复合材料对可见光下的光催化Cr（Ⅵ）还原表现出超高的活性。（2）通过沉积-光还原法制备了MIL-125-NH2@Ag/AgCl复合光催化材料,MIL-125-NH2不仅可以被可见光激发还可以有效地抑制Ag/AgCl的团聚并提供较大的比表面积,Ag/AgCl可以增强复合材料的光吸收并减缓光生电子-空穴对的复合。得益于复合材料自身的优势和光催化氧化-还原反应之间的协同效应,该复合材料能够在可见光下极其高效地同时去除Cr（Ⅵ）/RhB/MG三体系混合污染物。（3）通过后合成法制备了一系列的M/Zr-MOFs（M=Au、Pt,Zr-MOFs=UiO-66-NH2、UiO-66）。对于光催化Cr（Ⅵ）还原反应,相对于纯的Zr-MOFs,Au或Pt的负载都促进反应的进行。不同的是,对于光催化芳香醇氧化反应,Pt负载抑制该反应的进行而Au负载促进。分析结果表明,负载在Zr-MOFs上的Pt纳米粒子暴露出了大量的（200）晶面。光催化Cr（Ⅵ）还原和芳香醇氧化反应的主要活性物种分别为光生电子和·O2-。Pt（200）晶面的存在并不影响光生电子的产生和传输,但却不利于·O2-的产生,由此解释了Pt/Zr-MOFs对于光催化Cr（Ⅵ）还原和芳香醇氧化不同反应结果的出现。（4）通过后合成法制备了一系列的Pt或Au纳米粒子负载的MIL-125-NH2及MIL-125。对于苯甲醇氧化反应,Pt负载的MIL-125-NH2性能明显优于Au负载的MIL-125-NH2及纯的MIL-125-NH2,表明较大的功函数（Pt,更高效的电子传输）对反应的促进效果明显,而表面等离子体共振效应的存在（Au,更强的光吸收）对反应的促进效果极其微弱,前提是载体本身可以吸收入射光。MIL-125对入射光响应很差,因此Pt、Au纳米粒子的负载对其促进效应都很小。与此同时,Pt/MIL-125-NH2依然能够高效光催化还原Cr（Ⅵ）。（5）巧妙地构建了独特的三维网状纳米纤维素（CNFs）/ZnIn2S4复合光催化材料,利用TEMPO-CNFs中COO-与ZnIn2S4中Zn2+之间的离子相互作用引导ZnIn2S4片层沿着CNFs生长,最终形成了三维网状结构。该结构有利于光的穿透和散射,加强了对可见光的吸收。因此,高效的光捕获、充分暴露的活性位点、缩短的电荷传输距离以及优异的亲水性共同导致了其光催化Cr（Ⅵ）还原性能的显着提升。（6）通过简单的一锅水热法制备了由CNFs热解的碳量子点（CQDs）改性的TiO2,并进一步将合成的CQDs/TiO2粉末以细菌纤维素为基底成型为易于回收的膜和气凝胶。得益于CQDs的上转换发光特性和良好的导电性,CQDs/TiO2膜和气凝胶能够有效捕获可见光并且促进光生电子的高效传输,致使其在可见光照射下表现出极为突出的光催化Cr（Ⅵ）还原和RhB降解活性,该活性明显优于TiO2和P25粉末。此外,CQDs/TiO2膜和气凝胶还具备极好的循环性和稳定性。
张家琳[9]（2020）在《二氧化钛光电极的制备及光电催化脱色纺织印染废水的研究》文中研究说明光电催化技术在传统光催化反应的基础上引入外加电压,具有环境友好、无选择性、降解力度大等特点,近些年已被应用于纺织印染废水的治理与环境改善等领域。在光电催化系统中,光电极材料的选择至关重要。TiO2作为传统光催化材料,具有独特的紫外光吸收、光电转换及光催化性能,在污水治理领域有广泛的使用价值和应用前景。但是,TiO2的禁带宽度较大（3.2eV）,仅能有效吸收太阳光中5%的紫外光,光能利用率低;并且TiO2的光生电子-空穴复合率较高,这些都在很大程度上限制了其催化性能的利用。因此,通过掺杂改性提升TiO2的催化性能,是接下来研究工作的焦点。本论文通过改性TiO2材料制备光电极,应用于光电催化装置中,对所制备光电极的光催化、电催化、光电催化脱色性能进行了系统分析。首先,采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列（TiO2 NTA）,通过电化学沉积法将聚吡咯（PPy）沉积在纳米管中对其进行掺杂改性,使用扫描电镜、X射线衍射谱、红外光谱、拉曼光谱、紫外可见光谱、电化学工作站等测试对PPy复合TiO2 NTA（PPy@TiO2 NTA）光电极进行表征分析。结果表明,TiO2 NTA开口均匀,经过电化学沉积后管壁及表面均有沉积物附着,并且检测到PPy特征峰和吡咯环的振动峰,表明PPy在Ti O2 NTA中形成沉积,PPy@TiO2 NTA光电极在紫外光区域的光吸收能力得到提升。然后,分别采用光、电和光电催化三种方式对TiO2 NTA和PPy@TiO2 NTA光电极的催化脱色性能进行了探究。结果表明,相比于未经掺杂的TiO2 NTA电极,PPy@TiO2 NTA光电极在三个体系的催化实验中均表现出更高效的脱色效率,证实了PPy的掺杂可以提高TiO2 NTA的催化性能。这是因为,PPy作为p型半导体,能与n型半导体TiO2 NTA掺杂后形成p-n结,加速电子空穴对的分离,对活性基团的产生起到促进作用,加快了PPy@TiO2NTA光电极对染料分子的催化脱色进程。此外,通过分析光电催化脱色实验结果发现,PPy@TiO2 NTA和TiO2 NTA光电极的光电催化脱色效率高于光催化脱色效率与电催化脱色效率之和,存在光电协同效应。除了金属载体的光电极外,本论文还以滤纸为载体、还原氧化石墨烯（rGO）掺杂纳米TiO2为催化剂,采用刮刀涂层法在滤纸上制备含有经rGO掺杂的TiO2的光电极（rGT/FP）。采用扫描电镜、X射线能谱、紫外可见光谱等测试手段对制备的光电极进行表征分析,结果表明:氧元素和碳元素在滤纸膜上分布均匀,rGT/FP光电极光响应范围拓展到可见光区域,对紫外光的吸收也有所增强,而且瞬时光电流相较于未经掺杂的空白光电极TiO2/FP提高了约3.5倍。rGT/FP光电极的光电催化脱色性能通过催化脱色亚甲基蓝染料模拟废水进行表征。结果表明,与未经掺杂的TiO2/FP光电极相比,rGT/FP光电极对MB染料溶液的光、电和光电脱色效率均较高,这主要是由于rGO的掺杂加速了光生电子空穴对的分离,对催化效率的提升有促进作用。而且由于光电协同效应的存在,光电催化脱色效率高于光催化与电催化脱色效率的总合。
穆江龙[10]（2020）在《SnX2（X=S,Se）基光阳极的构建及其光电催化性能研究》文中研究指明随着21世纪能源短缺和环境污染两大世界性难题日益凸显,全世界正经受着前所未有的巨大挑战,积极探索并开发地球储量丰富、低成本、无毒无污染、绿色环保型的可再生清洁能源是有效解决人类生存环境继续恶化的有效途径之一,具有长远性和战略性的意义。氢气是一种高能量密度的可再生清洁能源,因便于存储、运输且适用性广等优点而备受关注。光电催化技术被评为是最廉价、高效、便捷、可持续应用的先进型技术手段,通过光阳极和光阴极的氧化/还原反应快速地将太阳能转化为化学能并以化学键的形式存储,该过程类似于自然界中的光合作用。光电催化过程中,光电极的高效性、稳定性和重复性是当前科学研究的热点问题之一。半导体光电催化主要涉及光的吸收、光生载流子的分离和迁移、表界面氧化/还原反应等过程,故光电极结构需具有宽光谱响应、快速载流子分离和迁移效率及高效表面化学反应等特点。在诸多半导体材料中,IV-VI族化合物SnS2和SnSe2因其独特的层状结构而具有载流子迁移率高、对紫外-可见-近红外光响应性能好及光电催化效率高等特点,在光电催化领域中展现出巨大的潜力及应用前景。本论文构建了多种高效结构的SnX2（X=S,Se）基光阳极,通过优化形貌、调控晶面、构建异质结、引入缺陷能级等策略拓展光电极的光谱吸收范围、增强光的捕获能力、加速光生载流子的分离和迁移速率、促进电极/电解液界面反应速率,提升光电极的光电催化效率,进而厘清光生载流子的传输机制和光电性能增强机理。探究SnX2（X=S,Se）基光阳极在能源和环境等实际应用中的催化性能,分别将SnS2和SnSe2基光电极应用于光电催化分解水和光电催化降解有机物污染物（MB,Cr（VI）和RhB）等方面。具体的创新性研究内容如下:（1）通过阳极氧化法和溶剂热法将2D SnS2 NSs和1D TiO2 NTs结合构建了新颖的2D/1D SnS2 NSs/TiO2 NTs光阳极用于光电催化分解水。外加1.23 V（vs.RHE）电压时,溶剂热温度为180 oC制备的2D/1D SnS2 NSs/TiO2 NTs（ST-180）异质结光阳极的光电流密度约为1.05 mA cm-2,是纯TiO2 NTs(0.23 mA cm-2)的4.6倍。ST-180光阳极光电催化分解水产生H2和O2的速率分别为47.2和23.1μmol cm-2 h-1,其相应的法拉第效率分别为80.1%和78.3%。经分析其光电性能增强的主要因素源于:（1）表层“光陷阱”状2D SnS2 NSs减少光在材料表面的反射和增加光的传输路径,实现对光的高效捕获和增强对光的吸收效率;（2）底层“电子传输通道”状1D TiO2 NTs可以有效地实现光生电子定向快速传输,增强电子的迁移效率;（3）2D/1D SnS2 NSs/TiO2 NTs异质结界面的内建电场Eξ则可以促进光生电子-空穴对的分离效率,协同促进2D/1D SnS2 NSs/TiO2 NTs异质结实现高效光电催化分解水。该工作为新型异质结架构的设计提供了新的研究思路和实验基础。（2）结合溶剂热和原位氧化法创新地构建了强氧化性0D/2D SnO2 NPs/SnS2 NSs阶梯异质结（S-type）用于光电催化分解水。在N2/H2（95:5）气氛中,400 oC退火后2D SnS2NSs（SS-400）的表面和边缘出现适量0D SnO2 NPs,其光电性能和光电催化分解水效率得到显着地提升。外加1.23 V（vs.RHE）电压时,SS-400的稳态光电流密度为0.33 mA cm-2,分别是SS-300(0.17 mA cm-2)和SS-500(0.27 mA cm-2)的1.9和1.2倍。SS-400光阳极光电催化分解水时产生H2和O2的速率分别为5.5和2.7μmol cm-2 h-1,相应的法拉第效率为89.4%和87.7%。综合分析可知催化性能增强因素是0D/2D SnO2 NPs/SnS2NSs异质结以新颖的S型载流子传输机制促进SnO2的CB中还原能力弱的电子和SnS2的VB中氧化能力弱的空穴复合,进而促使SnO2的VB中氧化能力强的空穴和SnS2的CB中还原能力强的电子迅速分离,故SS-400光阳极具有强氧化特性,增强了表界面的化学反应速率。（3）利用Al2O3对可见光高反射率和缺陷能级作用巧妙地增强Al2O3/SnS2复合异质结的光吸收特性和载流子迁移特性。通过研究Al2O3含量对Al2O3/SnS2异质结的光学性能、光电性能及光电催化性能的影响,对其载流子传输机制和性能增强机理进行剖析。经测试,Al2O3质量比为11%-Al2O3/SnS2（AOSS-11）异质结的光电特性和光电催化降解MB性能最佳。在可见光和外加0.49 V（vs.Ag/AgCl）电压时,AOSS-11的光电流密度约37μA cm-2及催化降解率85.9%,分别约为SnS2的1.23和1.18倍。经分析其光电性能增强的主要因素是:（1）Al2O3对可见光具有很高的反射率（～98%）,在Al2O3和SnS2配比合适时有利于促进Al2O3/SnS2复合异质结对光的多次反射和吸收,提高光的利用效率;（2）Al2O3的缺陷能级有效捕获光生电子,提高光生电子-空穴对的分离效率;（3）Al2O3增大了Al2O3/SnS2复合异质结的比表面积,增强界面载流子的迁移效率及反应速率,进而实现高效稳定的光电催化降解MB。（4）基于SnSe2宽光谱响应特性,采用化学气相沉积法制备高结晶2D SnSe2/FTO光阳极,研究基底FTO与SnCl4·5H2O之间的距离d和载气流速f对2D SnSe2纯度和结晶度、（001）/（101）晶面暴露比的影响,进而探索其光电催化同时降解RhB和Cr（VI）性能。外加1.23 V（vs.RHE）电压时,2D SnSe2/FTO（d=10 cm,f=50 sccm）光阳极光电流密度分别为0.32（全光谱）和0.24（λ≥420 nm）mA cm-2,而且最大偏压-光电转换效率为0.04%,是2D SnSe2/FTO（d=12 cm,f=50 sccm）的2.4倍。经测试揭示2D SnSe2/FTO光阳极光电性能增强主要因素是:（1）2D SnSe2/FTO光阳极的纯度和结晶度;（2）Se2-缺陷使SnSe2的带隙减小,拓宽光谱吸收范围至近红外光波段;（3）SnSe2的价带缺陷有效捕获空穴,增强光生载流子的分离效率;（4）Se2-缺陷提供更多的反应活性位点,加速表界面化学反应速率;（5）SnSe2合适的（001）/（101）晶面比。该工作为制备高结晶2D SnSe2/FTO光电极提供了重要的实验基础,具有一定的科学参考价值。（5）结合TiO2 NTs定向传输特性及Se和SnSe2宽光谱响应特点,创新地构建出宽光谱响应的Se/TiO2、SnSe2/TiO2和Se/SnSe2/TiO2多重异质结,并将其应用于光电催化降解RhB和Cr（VI）混合溶液,探究各结构之间载流子传输机制和光电催化降解机理。通过对光学、光电及催化性能测试,外加1.23 V（vs.RHE）电压时Se/SnSe2/TiO2多重异质结的光电流密度为0.94 mA cm-2,分别是纯TiO2 NTs、Se/TiO2、SnSe2/TiO2异质结的1.7、1.4和1.3倍。Se/SnSe2/TiO2多重异质结光电催化同时降解RhB和Cr（VI）混合溶液的最佳效率分别为95.3%和72.6%。经分析Se/SnSe2/TiO2多重异质结光电催化性能增强的主要因素是:（1）拓宽吸收光谱范围且提升吸收强度,增强光吸收效率;（2）激发更多的光生电子-空穴对且延长载流子寿命;（3）界面内建电场Eξ提升光生载流子分离效率;（4）比表面增大且活性位点数目增多,加速界面化学反应速率。
二、网状TiO_2/Ti电极的制备及染料的光电催化降解（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、网状TiO_2/Ti电极的制备及染料的光电催化降解（论文提纲范文）
（1）TiO2纳米纤维复合薄膜的制备及光电催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 TiO_2基本性质2 |
| 1.2.1 TiO_2晶体结构2 |
| 1.2.2 TiO_2光电催化原理2 |
| 1.3 TiO_2的制备方法3 |
| 1.3.1 溶胶-凝胶法 |
| 1.3.2 水热/溶剂热法 |
| 1.3.3 阳极氧化法 |
| 1.3.4 化学气相沉淀法 |
| 1.3.5 其他方法 |
| 1.4 TiO_2纳米薄膜的应用 |
| 1.4.1 光电催化降解污染物 |
| 1.4.2 光电催化分解水制氢 |
| 1.4.3 染料敏化太阳能电池 |
| 1.4.4 超级电容器 |
| 1.4.5 其他方面 |
| 1.5 提高TiO_2催化活性的改性方法 |
| 1.5.1 形貌调控 |
| 1.5.2 元素掺杂 |
| 1.5.3 构建异质结 |
| 1.5.4 助剂负载 |
| 1.5.5 碳基材料修饰 |
| 1.6 论文的研究思路、研究内容及创新点 |
| 1.6.1 研究思路 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 创新点 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 表征分析仪器 |
| 2.4 光电性能测试 |
| 2.5 光电催化降解有机污染物实验 |
| 第三章 Cu_3P/TiO_2纳米纤维薄膜的制备及其降解性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 TiO_2纳米纤维薄膜的制备 |
| 3.2.2 Cu_3P/TiO_2纳米纤维薄膜的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构与形貌 |
| 3.3.2 光电性能 |
| 3.3.3 光电催化降解性能 |
| 3.3.4 光电催化机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 CdSe/C/TiO_2纳米纤维薄膜的制备及其降解性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 TiO_2纳米薄膜的制备 |
| 4.2.2 C/TiO_2纳米薄膜的制备 |
| 4.2.3 CdSe/C/TiO_2纳米薄膜的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构与形貌 |
| 4.3.2 光电性能 |
| 4.3.3 光电催化降解性能研究 |
| 4.3.4 光电催化机理研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与建议 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）Bi12TiO20复合电极构筑及其对MB的光电催化降解性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光电催化技术研究进展 |
| 1.2.1 光电催化降解有机物的原理 |
| 1.2.2 影响光电催化降解有机污染物的实验参数 |
| 1.3 半导体光催化剂简介 |
| 1.4 半导体光催化剂改性研究现状 |
| 1.4.1 掺杂 |
| 1.4.2 染料敏化 |
| 1.4.3 负载助催化剂 |
| 1.4.4 构建异质结 |
| 1.5 本文的研究内容及意义 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 2 实验设备及实验方法 |
| 2.1 实验药品及设备 |
| 2.2 Bi12TiO_20 的水热合成实验 |
| 2.3 样品的分析表征方法 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 X射线电子能谱(XPS) |
| 2.3.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.4 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.5 紫外-可见漫反射(UV-vis DRS) |
| 2.3.6 光致发光(PL) |
| 2.3.7 电化学测试(EIS) |
| 2.4 光催化和光电催化活性评价 |
| 3 Ti_3C_2T_x作为助催化剂提升Bi_(12)TiO_(20)光电催化降解MB性能 |
| 3.1 Ti_3C_2T_x/BTO/FTO光阳极构筑 |
| 3.2 Ti_3C_2T_x/BTO/FTO光阳极结构及光、电性能 |
| 3.2.1 Ti_3C_2T_x/BTO/FTO阳极微结构分析 |
| 3.2.2 Ti_3C_2T_x/BTO/FTO阳极光学特性分析 |
| 3.2.3 Ti_3C_2T_x/BTO/FTO阳极光生电子分离、转移特性分析 |
| 3.3 Ti_3C_2T_x/BTO/FTO阳极材料光电催化降解行为研究 |
| 3.3.1 光电催化降解亚甲基蓝溶液 |
| 3.3.2 光电催化重复应用特性 |
| 3.3.3 自由基捕获实验 |
| 3.3.4 光电催化降解作用机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 构筑Ti_3C_2T_x/BTO/TiO_2-NTs复合光阳极及其对MB光电催化降解研究 |
| 4.1 Ti_3C_2T_x/BTO/TiO_2-NTs光阳极构筑 |
| 4.1.1 TiO_2-NTs支撑体的制备 |
| 4.1.2 BTO/FTO、BTO/TiO_2-NTs和 Ti_3C_2T_x/BTO/TiO_2-NTs光阳极的制备 |
| 4.2 Ti_3C_2T_x/BTO/TiO_2-NTs光阳极微结构及基本性能 |
| 4.2.1 添加CTAB所合成样品的XRD分析 |
| 4.2.2 CTAB添加量对BTO形貌和光电催化降解MB的影响 |
| 4.2.3 复合光阳极的XRD分析 |
| 4.2.4 TiO_2 纳米管及复合光阳极形貌表征 |
| 4.2.5 复合光阳极的XPS分析 |
| 4.2.6 Ti_3C_2T_x/BTO/TiO_2-NTs阳极光学特性 |
| 4.2.7 Ti_3C_2T_x/BTO/TiO_2-NTs阳极光电特性分析 |
| 4.2.8 Ti_3C_2T_x/BTO/TiO_2-NTs阳极材料光电催化降解行为 |
| 4.3 复合光阳极增效机制分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表学术论文成果 |
| 致谢 |
（3）过渡金属氧化物/碳复合材料的制备及去除水中有机污染物的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 染料废水污染现状、危害及处理技术 |
| 1.1.2 新兴污染物的污染现状、危害及处理技术 |
| 1.2 吸附法在水处理中的应用 |
| 1.2.1 吸附基本概念 |
| 1.2.2 影响吸附过程的因素 |
| 1.2.3 吸附理论 |
| 1.2.4 常见吸附剂分类 |
| 1.3 光电催化技术在水处理中的应用 |
| 1.3.1 光电催化概述 |
| 1.3.2 光电催化技术治理水污染研究现状 |
| 1.3.3 吸附-光(光电)催化协同技术研究现状 |
| 1.4 金属氧化物/碳复合材料 |
| 1.4.1 生物碳复合材料研究现状 |
| 1.4.2 碳毡复合材料研究现状 |
| 1.5 研究目标和内容 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 技术路线图 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 主要仪器设备 |
| 2.2 Fe_2O_3/CoO/NiO@C的制备方法 |
| 2.3 TiO_2/ACF的制备 |
| 2.4 样品表征及测试条件 |
| 2.5 有机物去除实验及数据处理 |
| 2.5.1 吸附测试 |
| 2.5.2 光电性能测试 |
| 第三章 Fe_2O_3/CoO/NiO@C的合成及吸附性能研究 |
| 3.1 Fe_2O_3/CoO/NiO@C的形貌结构分析 |
| 3.1.1 Fe_2O_3/CoO/NiO@C的结构分析 |
| 3.1.2 Fe_2O_3/CoO/NiO@C的形貌分析 |
| 3.2 Fe_2O_3/CoO/NiO@C的吸附性能研究 |
| 3.2.1 退火温度对Fe_2O_3/CoO/NiO@C吸附性能的影响 |
| 3.2.2 未复合的Fe_2O_3/NiO/CoO与碳材料的吸附性能 |
| 3.2.3 CoO@C稳定性和循环使用性能 |
| 3.2.4 pH对CoO@C去除环丙沙星吸附性能的影响 |
| 3.3 CoO@C吸附污染物动力学研究 |
| 3.3.1 CoO@C吸附不同浓度污染物曲线 |
| 3.3.2 CoO@C动力学研究 |
| 3.4 CoO@C吸附污染物的等温线研究 |
| 3.5 CoO@C的吸附机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 TiO_2/ACF复合电极的吸附及光电催化性能研究 |
| 4.1 TiO_2的晶型结构分析(XRD) |
| 4.2 TiO_2及TiO_2/ACF的表面形貌分析(SEM) |
| 4.3 TiO_2/ACF复合电极能谱(EDS)表征 |
| 4.4 TiO_2/ACF光电催化降解实验分析 |
| 4.4.1 TiO_2/ACF去除亚甲基蓝效果分析 |
| 4.4.2 TiO_2负载前后去除亚甲基蓝效果对比分析 |
| 4.4.3 TiO_2/ACF复合电极稳定性测试 |
| 4.4.4 TiO_2/ACF去除DMP效果分析 |
| 4.5 光电催化降解作用机制分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（4）TiO2-BiVO4及其改性材料的制备与光电催化降解典型有机污染物性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光电催化概述 |
| 1.3 光电催化材料 |
| 1.3.1 二氧化钛 |
| 1.3.2 钒酸铋 |
| 1.3.3 聚酰亚胺 |
| 1.3.4 碳材料 |
| 1.3.5 黑磷/红磷 |
| 1.4 异质结界面调控 |
| 1.4.1 n-n、p-p、n-p/p-n异质结 |
| 1.4.2 Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型异质结 |
| 1.4.3 Z体系 |
| 1.4.4 异相结 |
| 1.5 光电催化降解有机污染物研究进展 |
| 1.5.1 光电催化降解罗丹明B的研究 |
| 1.5.2 光电催化降解双酚类化合物的研究 |
| 1.5.3 光电催化降解氟唑菌酰胺的研究 |
| 1.5.4 降解机理及毒性变化研究 |
| 1.6 论文的选题依据、研究目标和研究内容 |
| 1.6.1 选题依据 |
| 1.6.2 研究目标 |
| 1.6.3 研究内容 |
| 1.6.4 技术路线 |
| 第二章 TiO_2-BiVO_4复合材料的制备、表征及光电催化降解罗丹明 B 研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 材料制备 |
| 2.2.3 材料的表征与测试 |
| 2.2.4 光电催化降解实验 |
| 2.2.5 急性毒性测试 |
| 2.2.6 数据处理与分析 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 TiO_2-BiVO_4的表征与电化学测试结果 |
| 2.3.2 TiO_2-BiVO_4光电催化降解罗丹明B影响因素研究 |
| 2.3.3 不同催化体系降解性能及反应动力学比较 |
| 2.3.4 TiO_2-BiVO_4光电催化氧化罗丹明B机理研究 |
| 2.3.5 TiO_2-BiVO_4对罗丹明B光电催化降解路径研究 |
| 2.3.6 TiO_2-BiVO_4对罗丹明B光电催化降解过程的毒性变化 |
| 2.3.7 TiO_2-BiVO_4稳定性和循环利用研究 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 Ti O_2-BiVO_4-PI复合材料的制备、表征及光电催化降解双酚类化合物研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 材料制备 |
| 3.2.3 材料的表征与测试 |
| 3.2.4 光电催化降解实验 |
| 3.2.5 毒性预测与数据处理 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的表征与电化学测试结果 |
| 3.3.2 TiO_2-BiVO_4-PI光电催化降解双酚A的影响因素研究 |
| 3.3.3 不同催化体系降解性能及反应动力学比较 |
| 3.3.4 TiO_2-BiVO_4-PI光电催化氧化双酚A机理研究 |
| 3.3.5 TiO_2-BiVO_4-PI光电催化降解和矿化双酚类化合物的研究 |
| 3.3.6 TiO_2-BiVO_4-PI对双酚类化合物的光电催化降解路径研究 |
| 3.3.7 TiO_2-BiVO_4-PI光电催化降解双酚类化合物中间产物毒性分析 |
| 3.3.8 TiO_2-BiVO_4-PI稳定性和循环利用研究 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 Ti O_2-C-BiVO_4复合材料的制备、表征及光电催化降解双酚类化合物研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 材料制备 |
| 4.2.3 材料的表征与测试 |
| 4.2.4 光电催化降解实验 |
| 4.2.5 急性毒性测试 |
| 4.2.6 数据处理与分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 TiO_2-C-BiVO_4的表征与电化学测试结果 |
| 4.3.2 TiO_2-C-BiVO_4光电催化降解双酚A影响因素研究 |
| 4.3.3 不同催化体系降解性能及反应动力学比较 |
| 4.3.4 TiO_2-C-BiVO_4光电催化氧化双酚A机理研究 |
| 4.3.5 TiO_2-C-BiVO_4光电催化降解和矿化双酚类化合物的研究 |
| 4.3.6 TiO_2-C-BiVO_4对双酚类化合物的光电催化降解路径研究 |
| 4.3.7 TiO_2-C-BiVO_4对双酚类化合物光电催化降解过程的毒性变化. |
| 4.3.8 TiO_2-C-BiVO_4稳定性和循环利用研究 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 Ti O_2-BiVO_4-BP/RP复合材料的制备、表征及光电催化降解氟唑菌酰胺研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 实验试剂与仪器 |
| 5.2.2 材料制备 |
| 5.2.3 材料的表征与测试 |
| 5.2.4 光电催化降解实验 |
| 5.2.5 毒性预测与数据处理 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 材料的表征与电化学测试结果 |
| 5.3.2 TiO_2-BiVO_4-BP/RP对氟唑菌酰胺的光电催化降解研究 |
| 5.3.3 TiO_2-BiVO_4-BP/RP光电催化氧化氟唑菌酰胺机理研究 |
| 5.3.4 TiO_2-BiVO_4-BP/RP对氟唑菌酰胺的光电催化降解路径研究 |
| 5.3.5 TiO_2-BiVO_4-BP/RP光电催化降解氟唑菌酰胺中间产物毒性分析 |
| 5.3.6 TiO_2-BiVO_4-BP/RP稳定性和循环利用性研究 |
| 5.3.7 TiO_2-BiVO_4-BP/RP光电催化降解其他污染物的比较研究 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论、创新点与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
（5）TiO2纳米管阵列复合材料光电降解染料性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光催化与光电催化技术简介 |
| 1.3 TiO_2的结构与性质 |
| 1.4 TiO_2纳米管阵列薄膜的制备方法 |
| 1.4.1 模板法 |
| 1.4.2 水热法 |
| 1.4.3 阳极氧化法 |
| 1.5 TiO_2纳米管阵列薄膜的应用 |
| 1.5.1 光电催化制氢 |
| 1.5.2 光电催化降解污染物 |
| 1.5.3 染料敏化太阳能电池 |
| 1.5.4 超级电容器 |
| 1.5.5 光电化学传感器 |
| 1.5.6 医用领域 |
| 1.5.7 抗菌 |
| 1.6 TiO_2纳米管阵列薄膜的改性研究 |
| 1.6.1 元素掺杂 |
| 1.6.2 表面修饰 |
| 1.6.3 负载助催化剂 |
| 1.6.4 构建异质结 |
| 1.6.5 其它 |
| 1.7 选题意义、研究内容和创新点 |
| 1.7.1 选题意义 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 1.7.3 创新点 |
| 第二章 Co_2P/TiO_2 NTAs的制备及其光电催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 分析仪器 |
| 2.2.4 Co_2P/TiO_2 NTAs的制备 |
| 2.2.5 光电性能测试 |
| 2.2.6 光电催化性能评价 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 结构形貌分析 |
| 2.3.2 光电性能分析 |
| 2.3.3 光电催化降解实验 |
| 2.3.4 光电催化机理探究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 SnO_2/TiO_2 NTAs的制备及其光电催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 分析仪器 |
| 3.2.4 SnO_2/TiO_2 NTAs的制备 |
| 3.2.5 光电性能测试 |
| 3.2.6 光电催化性能评价 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 反应溶剂对样品性能的影响 |
| 3.3.2 结构与形貌分析 |
| 3.3.3 光电性能分析 |
| 3.3.4 光电催化降解实验 |
| 3.3.5 光电催化机理探究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 总结与建议 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
| 致谢 |
（6）TiO2复合材料制备及在光电催化中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 TiO_2 简介 |
| 1.1.1 TiO_2 的物理化学性质 |
| 1.1.2 纳米TiO_2 的合成方法 |
| 1.1.3 纳米TiO_2 的优化改性处理 |
| 1.1.4 纳米TiO_2 的应用 |
| 1.2 光催化简介 |
| 1.2.1 光催化的基本原理 |
| 1.2.2 影响光催化效果的因素 |
| 1.3 光催化燃料电池 |
| 1.3.1 光催化燃料电池研究的背景与意义 |
| 1.3.2 光催化燃料电池的结构 |
| 1.3.3 光催化燃料电池的工作原理 |
| 1.3.4 光催化燃料电池已有工作研究不足 |
| 1.4 提出本课题的目的与意义 |
| 第2章 新型CoFe_2O_4-TiO_2纳米复合材料对光催化和催化氧还原反应的协同作用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 CoFe_2O_4-TiO_2纳米复合材料粒子的制备 |
| 2.2.3 样品形貌结构成分表征 |
| 2.2.4 光催化测试性能表征 |
| 2.2.5 电化学测量 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 x-CoFe_2O_4-TiO_2纳米材料的表征 |
| 2.3.2 x-CoFe_2O_4-TiO_2纳米材料的光催化性能 |
| 2.3.3 x-CoFe_2O_4-TiO_2纳米材料的光催化机理探讨 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Ag-Fe_2O_3-TiO_2复合材料的Z型异质结与LSPR增强的光催化活性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 Ag-Fe_2O_3 纳米粒子的制备 |
| 3.2.3 Ag-Fe_2O_3-TiO_2纳米粒子的制备 |
| 3.2.4 形貌结构表征 |
| 3.2.5 光催化降解的测试 |
| 3.2.6 电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 x-Ag-Fe_2O_3-TiO_2 的表征 |
| 3.3.2 x-Ag-Fe_2O_3-TiO_2 的光催化性能 |
| 3.3.3 x-Ag-Fe_2O_3-TiO_2的光催化机理探讨 |
| 3.3.4 x-Ag-Fe_2O_3-TiO_2 的类芬顿反应 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 类Fenton反应辅助的新型复合功能光催化燃料电池 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 TiO_2 纳米粒子的制备 |
| 4.2.3 形貌结构的表征 |
| 4.2.4 光阳极的制备和PFC器件的组装 |
| 4.2.5 光催化和电化学测量 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 染料X3B的光催化降解和发电 |
| 4.3.2 类芬顿反应的验证 |
| 4.3.3 pH值对PFC性能的影响 |
| 4.3.4 染料浓度和类型对PFC性能的影响 |
| 4.3.5 光阳极的可重复性 |
| 4.3.6 多功能PFC系统的机理讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间取得的相关科研成果 |
（7）网状钛基DSA电极构建及电催化降解苯酚性能与机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 电催化氧化技术研究概况 |
| 1.2.1 电催化氧化技术的原理 |
| 1.2.2 电催化氧化影响因素 |
| 1.2.3 电催化氧化技术的主要问题 |
| 1.3 电极材料国内外研究现状 |
| 1.3.1 碳素电极 |
| 1.3.2 贵金属电极 |
| 1.3.3 BDD电极 |
| 1.3.4 DSA电极 |
| 1.4 网状Ti基电极材料的研究现状 |
| 1.5 研究内容和技术路线 |
| 1.5.1 本论文主要研究内容 |
| 1.5.2 本论文研究技术路线 |
| 第2章 实验材料与实验方案 |
| 2.1 电极制备和污染物选择 |
| 2.1.1 电极材料 |
| 2.1.2 电极制备方法 |
| 2.1.3 目标污染物 |
| 2.2 实验分析方法 |
| 2.2.1 苯酚降解实验 |
| 2.2.2 自由基类型测试 |
| 2.2.3 自由基生成量测试 |
| 2.2.4 电极加速寿命测试 |
| 2.2.5 电极表面电位分布模拟 |
| 2.2.6 电极结构表征 |
| 2.3 电化学分析方法 |
| 2.4 计算流体力学相关实验 |
| 2.4.1 传质准数方程的确定 |
| 2.4.2 传质系数测定方法 |
| 2.4.3 CFD模拟计算条件的界定 |
| 2.4.4 CFD数值模拟步骤 |
| 第3章 网状Ti基体对Ti/SnO_2-Sb电极性能影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 网状Ti结构对电极催化性能影响 |
| 3.2.1 电极表面形貌特征 |
| 3.2.2 电极降解苯酚性能对比 |
| 3.3 电催化氧化影响因素分析 |
| 3.3.1 电流密度对苯酚降解效果的影响 |
| 3.3.2 初始浓度对苯酚降解效果的影响 |
| 3.3.3 电解质浓度对苯酚降解效果的影响 |
| 3.4 电极催化性能及稳定性分析 |
| 3.5 Ti/SnO_2-Sb电极表面结构表征 |
| 3.5.1 电极表面形貌分析 |
| 3.5.2 电极表面晶相结构分析 |
| 3.5.3 电极表面元素化学环境分析 |
| 3.6 Ti/SnO_2-Sb电极电化学行为分析 |
| 3.6.1 电极降解苯酚途径分析 |
| 3.6.2 电极析氧电位分析 |
| 3.6.3 电极EIS分析 |
| 3.6.4 电极活性表面积对比分析 |
| 3.7 电极产自由基能力和传质性能的比较 |
| 3.7.1 自由基产生能力对比分析 |
| 3.7.2 基体结构对电催化系统传质能力影响分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 网状TiO_2-NTs基体结构对Ti/SnO_2-Sb电极性能影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 网状TiO_2-NTs阵列层生长形貌分析 |
| 4.3 网状TiO_2-NTs对 Ti/SnO_2-Sb电极结构的影响 |
| 4.3.1 电极表面形貌分析 |
| 4.3.2 电极晶相结构分析 |
| 4.4 网状TiO_2-NTs对 Ti/SnO_2-Sb电极催化性能及稳定性影响 |
| 4.4.1 电极降解苯酚性能分析 |
| 4.4.2 电极稳定性分析 |
| 4.5 网状TiO_2-NTs对 Ti/SnO_2-Sb电极电化学性能影响研究 |
| 4.5.1 电极降解苯酚途径分析 |
| 4.5.2 苯酚降解能力分析 |
| 4.5.3 电极活性表面积分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 网状Ti阴极对系统内流场分布及传质性能影响研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 阴极结构对苯酚降解效果分析 |
| 5.2.1 不同阴极结构对苯酚去除效果影响 |
| 5.2.2 不同进水流速对苯酚去除效果影响 |
| 5.3 阴极结构对电催化系统速度分布影响 |
| 5.3.1 不同进水流速下反应器内速度分布 |
| 5.3.2 不同进水流速下阳极表面速度分布 |
| 5.4 阴极结构对电催化系统内传质性能影响分析 |
| 5.4.1 电催化系统传质系数对比分析 |
| 5.4.2 网状阴极促进系统传质性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 网状Ti基电极体系电催化降解苯酚机制研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 M-Ti/TiO_2-NTs/SnO_2-Sb电极活性基团生成能力分析 |
| 6.2.1 电极表面吸附氧含量对比分析 |
| 6.2.2 电极表面自由基生成量对比分析 |
| 6.3 M-Ti/TiO_2-NTs/SnO_2-Sb电极析氧电位分析 |
| 6.4 网状阴极对系统传质性能影响分析 |
| 6.5 M-Ti/TiO_2-NTs/SnO_2-Sb结构与效能关系及电催化机制分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）基于MOFs或纤维素复合光催化材料的设计及Cr（Ⅵ）还原性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 本论文中所涉及专业名词的缩写说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 重金属污染对林木等植物生长的危害及治理 |
| 1.1.1 重金属污染对林木等植物生长的危害 |
| 1.1.1.1 重金属Cd(Ⅱ)对林木等植物生长的危害 |
| 1.1.1.2 重金属Pb(Ⅱ)对林木等植物生长的危害 |
| 1.1.1.3 重金属Cr(Ⅵ)对林木等植物生长的危害 |
| 1.1.2 重金属污染的治理 |
| 1.1.2.1 生物质炭吸附 |
| 1.1.2.2 光催化 |
| 1.2 金属有机骨架材料改性用于光催化的研究现状 |
| 1.2.1 纯MOF材料用于光催化 |
| 1.2.2 MOF材料改性用于光催化 |
| 1.2.2.1 有机配体或金属中心的修饰 |
| 1.2.2.2 其它半导体复合 |
| 1.2.2.3 金属纳米粒子负载 |
| 1.2.2.4 敏化 |
| 1.2.2.5 石墨烯修饰 |
| 1.2.2.6 热解 |
| 1.3 纤维素改性半导体光催化材料的研究现状 |
| 1.3.1 纤维素作为助剂 |
| 1.3.1.1 亲水效应 |
| 1.3.1.2 分散效应 |
| 1.3.1.3 形貌转变效应 |
| 1.3.1.4 固定效应 |
| 1.3.2 纤维素牺牲为生物模板 |
| 1.3.2.1 空气中煅烧 |
| 1.3.2.2 惰性气体下煅烧 |
| 1.3.2.3 溶剂热 |
| 1.4 立题依据、研究思路、目标及内容 |
| 1.4.1 立题依据 |
| 1.4.2 研究思路 |
| 1.4.3 研究目标 |
| 1.4.4 研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 主要试剂 |
| 2.2 主要实验仪器 |
| 2.3 主要表征手段 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 傅立叶红外光谱(FT-IR) |
| 2.3.3 比表面积分析(BET) |
| 2.3.4 场发射扫描电镜(SEM) |
| 2.3.5 能谱分析(EDX) |
| 2.3.6 透射电镜(TEM) |
| 2.3.7 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.8 紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS) |
| 2.3.9 (光)电化学性能测试 |
| 第三章 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 复合光催化剂Cr(Ⅵ)还原性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料的制备 |
| 3.2.2 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料的表征 |
| 3.2.3 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料光催化还原Cr(Ⅵ)性能评价 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料的组成分析 |
| 3.3.2 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料的化学结构及比表面积分析 |
| 3.3.3 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料的微观形貌分析 |
| 3.3.4 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料中S-Zn键的证明 |
| 3.3.5 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料光催化Cr(Ⅵ)还原性能评估 |
| 3.3.6 Cd_(0.5)Zn_(0.5)S@ZIF-8 材料的光吸收性能分析 |
| 3.3.7 S-Zn键对电子分离及传输性能的影响 |
| 3.3.8 S-Zn键增强光催化活性的机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl复合光催化剂同时去除Cr(Ⅵ)/Rh B/MG性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的制备 |
| 4.2.2 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的表征 |
| 4.2.3 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的光催化性能评价 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的晶体结构及比表面积分析 |
| 4.3.2 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的微观形貌分析 |
| 4.3.3 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的元素价态分析 |
| 4.3.4 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的光催化性能评价 |
| 4.3.4.1 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料光催化Cr(Ⅵ)还原性能分析 |
| 4.3.4.2 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料光催化同时去除Cr(Ⅵ)/染料混合体系污染物性能分析 |
| 4.3.5 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的光吸收性能分析 |
| 4.3.6 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl材料的电子分离及传输性能测试 |
| 4.3.7 MIL-125-NH_2@Ag/AgCl光催化同时高效去除Cr(Ⅵ)/染料的机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 金属/Zr-MOFs复合光催化剂Cr(Ⅵ)还原及芳香醇氧化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 M/Zr-MOFs材料的制备 |
| 5.2.2 M/Zr-MOFs材料的表征 |
| 5.2.3 M/Zr-MOFs材料的光催化性能评价 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 M/Zr-MOFs材料的组成和比表面积分析 |
| 5.3.2 金属纳米粒子在Zr-MOFs上的负载情况分析 |
| 5.3.3 Pt(200)晶面出现的原因分析 |
| 5.3.4 M/Zr-MOFs材料的光催化性能评价 |
| 5.3.4.1 M/Zr-MOFs材料光催化Cr(Ⅵ)还原性能分析 |
| 5.3.4.2 M/Zr-MOFs材料光催化芳香醇氧化性能分析 |
| 5.3.5 M/Zr-MOFs材料的光吸收性能分析 |
| 5.3.6 M/Zr-MOFs材料的(光)电化学性能测试 |
| 5.3.7 M/Zr-MOFs材料对Cr(Ⅵ)还原及芳香醇氧化不同效应的原因分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 金属/Ti-MOFs复合光催化剂芳香醇氧化及Cr(Ⅵ)还原性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 M/Ti-MOFs材料的制备 |
| 6.2.2 M/Ti-MOFs材料的表征 |
| 6.2.3 M/Ti-MOFs材料的光催化性能评价 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 M/Ti-MOFs材料的组成及比表面积分析 |
| 6.3.2 金属纳米粒子在Ti-MOFs上的负载情况分析 |
| 6.3.3 M/Ti-MOFs材料的元素价态分析 |
| 6.3.4 M/Ti-MOFs材料的光催化性能评价 |
| 6.3.4.1 M/Ti-MOFs材料光催化芳香醇氧化性能分析 |
| 6.3.4.2 M/Ti-MOFs材料光催化Cr(Ⅵ)还原性能分析 |
| 6.3.5 M/Ti-MOFs材料的光吸收性能分析 |
| 6.3.6 M/Ti-MOFs材料的(光)电化学性能测试 |
| 6.3.7 M/Ti-MOFs材料的光催化机理分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 纳米纤维素/ZnIn_2S_4复合光催化剂Cr(Ⅵ)还原性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 CNFs/ZnIn_2S_4材料的制备 |
| 7.2.2 CNFs/ZnIn_2S_4材料的表征 |
| 7.2.3 CNFs/ZnIn_2S_4材料的光催化性能评价 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 CNFs/ZnIn_2S_4材料的晶体结构分析 |
| 7.3.2 CNFs/ZnIn_2S_4材料中COO~--Zn~(2+)离子连接作用的证明 |
| 7.3.3 CNFs对 ZnIn_2S_4微观结构、亲水性能及比表面积的影响 |
| 7.3.4 CNFs/ZnIn_2S_4材料光催化Cr(Ⅵ)还原性能评价 |
| 7.3.5 三维网状结构对光吸收性能的影响 |
| 7.3.6 三维网状结构对电子分离和传输的影响 |
| 7.3.7 CNFs/ZnIn_2S_4材料的光催化机理分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 生物质炭/TiO_2/纤维素复合光催化膜和气凝胶Cr(Ⅵ)还原及Rh B降解性能研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 实验部分 |
| 8.2.1 CQDs/TiO_2 材料的制备 |
| 8.2.2 CQDs/TiO_2 材料的表征 |
| 8.2.3 CQDs/TiO_2 材料的光催化性能评价 |
| 8.3 结果与讨论 |
| 8.3.1 CQDs/TiO_2 材料的组成分析 |
| 8.3.2 CQDs/TiO_2 材料的化学结构分析 |
| 8.3.3 CQDs/TiO_2 纳米颗粒的微观形貌及分布 |
| 8.3.4 CQDs/TiO_2 材料的元素价态分析 |
| 8.3.5 CQDs对TiO_2光吸收性能的影响 |
| 8.3.6 CQDs/TiO_2 材料的电子分离和传输性能测试 |
| 8.3.7 CQDs/TiO_2 材料光催化Cr(Ⅵ)还原及Rh B降解性能评价 |
| 8.3.8 CQDs对复合材料光催化性能提升的机理分析 |
| 8.4 本章小结 |
| 第九章 结论与展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 论文特色与创新 |
| 9.3 展望 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 参考文献 |
（9）二氧化钛光电极的制备及光电催化脱色纺织印染废水的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光电催化技术概述 |
| 1.2.1 光电催化技术的原理 |
| 1.2.2 半导体光电极 |
| 1.2.3 光电催化技术在污水处理方面的应用 |
| 1.3 TiO_2光电极及其改性研究 |
| 1.3.1 TiO_2光电极的制备方法 |
| 1.3.2 TiO_2光电极的改性研究 |
| 1.4 课题的意义及主要研究内容 |
| 1.4.1 课题的意义 |
| 1.4.2 课题的主要研究内容 |
| 第二章 实验材料及分析表征 |
| 2.1 实验材料与设备 |
| 2.1.1 主要试剂与材料 |
| 2.1.2 实验仪器和设备 |
| 2.2 材料的分析方法及测试 |
| 第三章 聚吡咯掺杂二氧化钛纳米管阵列的制备及光电催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品制备及实验方案 |
| 3.2.1 聚吡咯掺杂二氧化钛纳米管阵列光电极的制备 |
| 3.2.2 光电催化脱色实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 SEM分析 |
| 3.3.2 XRD分析 |
| 3.3.3 红外光谱分析 |
| 3.3.4 拉曼光谱分析 |
| 3.3.5 UV-vis光谱分析 |
| 3.3.6 电化学性能表征 |
| 3.4 光电催化脱色试验 |
| 3.4.1 材料对MB染料的吸附实验 |
| 3.4.2 电催化脱色实验 |
| 3.4.3 光催化脱色实验 |
| 3.4.5 光电催化机理探究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 还原氧化石墨烯复合纳米二氧化光电极的制备及其光电催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光电极制备及实验方案 |
| 4.2.1 光电极的制备 |
| 4.2.2 光电催化实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 SEM表征和EDS能谱分析 |
| 4.3.2 XRD和 UV-vis分析 |
| 4.3.3 电化学性能表征 |
| 4.4 实验结果与讨论 |
| 4.4.1 电催化脱色性能 |
| 4.4.2 光催化及光电催化脱色性能 |
| 4.4.3 光电极的稳定性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（10）SnX2（X=S,Se）基光阳极的构建及其光电催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 半导体光电催化概述 |
| 1.2.1 光电催化基本原理 |
| 1.2.2 光电极材料的基本要求 |
| 1.2.3 光电催化反应过程的影响因素 |
| 1.2.4 光电催化反应过程的主要性能评价参数 |
| 1.2.5 光电催化技术的应用 |
| 1.3 半导体光电极催化效率的增强途径 |
| 1.3.1 形貌及晶面调控 |
| 1.3.2 引入缺陷能级 |
| 1.3.3 异质结体系构建 |
| 1.4 半导体光电催化材料的研究 |
| 1.4.1 光电催化材料的研究进展 |
| 1.4.2 二硫化锡(SnS_2)光电催化材料介绍及研究进展 |
| 1.4.3 二硒化锡(SnSe_2)光电催化材料介绍及研究进展 |
| 1.5 论文的选题思路、研究内容及创新点 |
| 1.5.1 选题思路 |
| 1.5.2 主要内容 |
| 1.5.3 创新点 |
| 1.6 参考文献 |
| 第二章 新颖2D/1D SnS_2 NSs/TiO_2 NTs光阳极增强光捕获和载流子分离效率实现高效光电催化分解水 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 阳极氧化法制备1D TiO_2 NTs光阳极 |
| 2.2.3 溶剂热法制备2D/1D SnS_2 NSs/TiO_2 NTs光阳极 |
| 2.2.4 光阳极材料特性表征 |
| 2.2.5 光阳极光电性能测试 |
| 2.2.6 光电催化分解水测试 |
| 2.3 结果及讨论 |
| 2.3.1 2D/1D SnS_2 NSs/TiO_2 NTs的形貌、结构及组分表征 |
| 2.3.2 2D/1D SnS_2 NSs/TiO_2 NTs的光吸收特性表征 |
| 2.3.3 光阳极的载流子复合及分离特性研究 |
| 2.3.4 光阳极的光电转换效率及分解水性能测试 |
| 2.3.5 Type-Ⅱ型载流子传输机制及光电催化理论和实验机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 构建具有强氧化性的阶梯型0D/2D SnO_2 NPs/SnS_2 NSs光阳极及光电催化分解水研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 溶剂热法制备2D SnS_2 NSs光阳极 |
| 3.2.3 原位氧化法制备0D/2D SnO_2 NPs/SnS_2 NSs光阳极 |
| 3.2.4 0D/2D SnO_2 NPs/SnS_2 NSs光阳极材料表征 |
| 3.2.5 0D/2D SnO_2 NPs/SnS_2 NSs光阳极光电性能测试 |
| 3.2.6 光阳极光电催化分解水性能测试 |
| 3.3 结果及讨论 |
| 3.3.1 光阳极的结构和形貌表征 |
| 3.3.2 光阳极的组分及化学价态表征 |
| 3.3.3 原位氧化机理分析 |
| 3.3.4 光阳极的光学吸收特性表征 |
| 3.3.5 光阳极的荧光及光电性能测试 |
| 3.3.6 SS-400光阳极光电催化分解水 |
| 3.3.7 阶梯型载流子传输机制及光电催化机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 3.5 参考文献 |
| 第四章 Al_2O_3 缺陷能级增强Al_2O_3/SnS_2 复合光阳极载流子分离效率及光电催化降解MB性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 光电催化材料的制备及光阳极的制备 |
| 4.2.3 催化材料表征 |
| 4.2.4 SnS_2和Al_2O_3/SnS_2 复合光阳极的光电性能测试 |
| 4.2.5 光电催化降解MB评估实验及循环实验 |
| 4.2.6 反应活性物种诱捕实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化材料结构及组份表征 |
| 4.3.2 催化材料形貌特性表征 |
| 4.3.3 催化材料元素组成及化学价态表征 |
| 4.3.4 催化材料光学吸收特性表征 |
| 4.3.5 SnS_2和Al_2O_3/SnS_2 复合光阳极的光电流及阻抗(EIS)测试 |
| 4.3.6 SnS_2和Al_2O_3/SnS_2 复合光阳极光电催化降解MB实验 |
| 4.3.7 活性物种确定及Al_2O_3/SnS_2 光阳极载流子传输和降解机制分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 4.5 参考文献 |
| 第五章 高结晶2D SnSe_2/FTO光阳极的制备及光电催化同时降解RhB和 Cr(Ⅵ)研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂与仪器 |
| 5.2.2 化学气相沉积法制备高结晶2D SnSe_2/FTO光阳极 |
| 5.2.3 2D SnSe_2/FTO光阳极材料表征 |
| 5.2.4 2D SnSe_2/FTO光阳极光电性能测试 |
| 5.2.5 光电催化同时降解RhB和 Cr(Ⅵ)性能测试 |
| 5.3 结果及讨论 |
| 5.3.1 不同条件下2D SnSe_2/FTO光阳极的结构、组分及形貌表征 |
| 5.3.2 不同条件下2D SnSe_2/FTO光阳极的光学吸收特性表征 |
| 5.3.3 荧光特性及光电性能测试 |
| 5.3.4 光电催化同时降解RhB和 Cr(Ⅵ)混合溶液 |
| 5.3.5 载流子传输机制及光电催化降解机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 5.5 参考文献 |
| 第六章 Se/SnSe_2/TiO_2 多重异质结的构建及光电催化同时降解RhB和 Cr(Ⅵ)对比研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂与仪器 |
| 6.2.2 改进阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列 |
| 6.2.3 化学气相沉积法制备Se/SnSe_2/TiO_2 多重异质结 |
| 6.2.4 多重异质结光阳极材料表征 |
| 6.2.5 多重异质结光阳极光电性能测试 |
| 6.2.6 光电催化同时降解RhB和 Cr(Ⅵ)性能测试 |
| 6.3 结果及讨论 |
| 6.3.1 多重异质结的结构、形貌及组分表征 |
| 6.3.2 多重异质结的光学吸收特性表征 |
| 6.3.3 多重异质结的荧光及光电性能测试 |
| 6.3.4 光电催化同时降解RhB和 Cr(Ⅵ)混合溶液 |
| 6.3.5 载流子传输机制及光电催化性能增强机理分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 6.5 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 作者简介 |
四、网状TiO_2/Ti电极的制备及染料的光电催化降解（论文参考文献）
- [1]TiO2纳米纤维复合薄膜的制备及光电催化性能研究[D]. 张昕晔. 西北大学, 2021(12)
- [2]Bi12TiO20复合电极构筑及其对MB的光电催化降解性能研究[D]. 黄平. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [3]过渡金属氧化物/碳复合材料的制备及去除水中有机污染物的研究[D]. 泰舒芸. 中央民族大学, 2021(12)
- [4]TiO2-BiVO4及其改性材料的制备与光电催化降解典型有机污染物性能研究[D]. 王雅琦. 东北师范大学, 2021(09)
- [5]TiO2纳米管阵列复合材料光电降解染料性能研究[D]. 张雪月. 西北大学, 2021(12)
- [6]TiO2复合材料制备及在光电催化中的应用[D]. 吴松浩. 青岛科技大学, 2021(01)
- [7]网状钛基DSA电极构建及电催化降解苯酚性能与机制研究[D]. 黄琳琳. 哈尔滨工业大学, 2021
- [8]基于MOFs或纤维素复合光催化材料的设计及Cr（Ⅵ）还原性能研究[D]. 邱健豪. 南京林业大学, 2020
- [9]二氧化钛光电极的制备及光电催化脱色纺织印染废水的研究[D]. 张家琳. 江南大学, 2020(01)
- [10]SnX2（X=S,Se）基光阳极的构建及其光电催化性能研究[D]. 穆江龙. 西北大学, 2020(01)