一、二氧化钛光催化活性及其改性研究（论文文献综述）
王诗雨[1]（2021）在《生物质复合催化剂的制备及其光催化性能研究》文中研究说明开发与利用生物质资源,可有效解决能源危机和环境问题。本文以微晶纤维素（MCC）为原料,采用硫酸水解法制备了纳米微晶纤维素（NCC）,以得率、粒径分布、电位值为评价目标优化了酸解过程的反应条件。得出硫酸法制备NCC的最佳制备工艺为:MCC:H2SO4=1:15,硫酸浓度为58 wt%,反应时间为90 min,反应温度为50℃,此条件下NCC得率为64.97%,电位绝对值为14.84 m V,平均粒径为334.52 nm。NCC的结晶结构为纤维素Ⅰ型。采用Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,制备NCC-GO和NCC-r GO复合材料。此外,以NCC为基材,采用一步水热法及冷冻干燥手段,逐步进行了Ti O2/NCC、N-Ti O2/NCC、N-Ti O2/NCC-r GO复合材料的制备,并以苯酚为目标污染物进行光催化性能考察。在筛选苯酚溶液降解反应条件的基础上,进行了复合材料的结构表征及性能研究,结果表明:降解过程中的温度、光照强度、灯带功率等均会对反应结果产生较大影响,在蓝光光照180 min,0.1 g催化剂加量,0.025 g/L苯酚初始浓度的反应条件下可达到最佳的反应性能;生物质复合材料的制备对Ti O2的晶型结构未产生影响,仍以结晶度较高的锐钛矿型存在,且较Ti O2的可见光催化性能有较大提高;Ti O2/NCC 0.5可达到37.82%的苯酚降解率;N 0.6-Ti O2/NCC可达到55.43%的降解率;N-Ti O2/NCC-r GO0.05可达到77.3%的降解率;N-Ti O2/NCC-r GO的禁带宽度为2.91e V,吸收边带为444nm。为了进一步研究Cu2+的负载对催化剂结构及性能的影响,采用浸渍法和水热法两种负载方法制备了Cu（1）/N-Ti O2/NCC-r GO和Cu（2）/N-Ti O2/NCC-r GO,XRD表征前者为离子型负载,后者有单质铜及Cu2O的生成。Cu（1）/N-Ti O2/NCC-r GO和Cu（2）/N-Ti O2/NCC-r GO的禁带宽度分别为2.80 e V和2.89 e V,吸收边带分别为482 nm和459nm。考察了负载量对催化剂结构和性能的影响,10%Cu（1）/N-Ti O2/NCC-r GO的比表面积为87.42 m2·g-1,孔容为0.37 cm3·g-1,平均孔径为13.83 nm;Cu（1）/N-Ti O2/NCC-r GO的降解率最高可达78.91%,Cu（2）/N-Ti O2/NCC-r GO的降解率最高可达75.08%,降解率与负载前相差不大,但Cu2+的负载大大缩短了反应时间。
焦俊恒[2]（2021）在《大气颗粒物中邻苯二甲酸酯及甲氧苄啶可见光降解研究》文中研究指明邻苯二甲酸酯（PAEs）是一种重要的化工原料和添加剂,其残留物广泛分布于大气、水、土壤等环境中,尤以DEP、DBP、DEHP等检出率较高,对生态环境与人类健康造成了较为严重的威胁。相对于水和土壤而言,目前人们对大气颗粒物中PAEs的光化学行为认识仍然不足。可能是因为PAEs进入大气后通常吸附于流动的细颗粒物中,易受气象条件、人类活动甚至太阳辐射的影响,因此深入理解大气动态系统中PAEs的环境行为成为全面评估其健康风险的关键。本文选取中国北方典型煤烟型污染城市,对大气颗粒物中PAEs的分布特征进行调查和统计分析,发现DEP、DBP、DEHP的夜间浓度大于日间,PAEs污染越严重则昼夜差异现象越明显。同时,煤烟型城市大气颗粒物中存在一定的金属组分,两市的PM2.5中金属元素分析表明:含量从高到低顺序为Fe>Zn>Ti>Pb>Cu>Mn>Ni>Cd。选取在太原市和运城市冬季颗粒物中含量最高的铁/钛/锌金属氧化物和含量最高的DEP、DBP和DEHP,自制密闭的恒温恒湿箱以隔离气候影响,用稳定的氙灯管模拟太阳光光照,进行PAEs的模拟光降解实验。结果表明:金属氧化物诱导PAEs光降解的能力依次是Fe2O3>Zn O>Ti O2,其中空穴是PAEs光降解中的主要活性物种,部分解释了大气颗粒物上PAEs昼夜分布差异的现象。为了开发快速净化气相PAEs的新技术,我们在前期研究石墨相氮化碳（g-C3N4）光催化剂的基础上,制备了导电聚噻吩/g-C3N4复合催化剂（PCN）,负载纳米Ag以增强光降解能力。光降解实验表明Ag PCN的降解效果最好,PCN次之,催化剂界面产生的超氧自由基是导致PAEs光降解的主要活性物种。本研究还发现PAEs的光降解速率与其苯环侧链碳原子数目呈反比,侧链越长的PAEs降解越慢,三种PAEs的降解率从大到小依次为DEP>DBP>DEHP,用液相色谱检测金属降解体系和催化剂降解体系的PAEs降解过程,均未发现明显的中间产物生成。另外,甲氧苄啶（TMP）与磺胺类药物联用是最经典、常用的抗生素之一,由于过量使用导致药物进入水、空气、土壤和生物等不同环境,其降解行为和最终命运不尽相同。借助g-C3N4温和的光催化活性,我们在短时间内考察了TMP进入水、大气颗粒物和土壤中的光化学行为,同时分析了TMP可见光降解前后对斜生栅藻的毒性变化。结果表明:TMP在水、大气颗粒物和土壤中最高降解率分别为89.2%、35.8%、16.9%,在水中光降解起主要作用的是羟基自由基,而空气和土壤中超氧自由基起主要作用,进一步发现环境中存在的铁/钛/锌等金属氧化物可能会有利于TMP中间产物的深度降解;毒性实验结果表明水相TMP光解产物对斜生栅藻生长抑制作用显着高于原药,与原药相比,低浓度TMP光解产物可显着抑制藻细胞叶绿素水平,并引起更强的氧化胁迫;水相光降解产物中发现羰基化产物（m/z 305）较稳定存在,而且占重要比例,光降解后毒性增强,而在土壤和颗粒物中光解产物种类相对较少,光降解后环境状态有所修复。
王泽华[3]（2021）在《典型含氮化合物非均相转化过程的机理研究》文中研究说明含氮化合物是一类重要的环境污染物,不仅能够对环境造成严重的危害,还能直接或间接地影响人类的健康。二氧化钛及其改性材料作为一类优良的催化剂,可以把绿色可持续的光能转化为降解污染物所需的化学能,已经被广泛地应用于污染物处理以及环境自清洁中。这类催化剂能够作为环境自清洁材料和环境修复材料参与到含氮化合物在环境中的转化和去除过程中。目前的研究主要集中在二氧化钛催化剂以及含氮化合物的独立研究上,含氮化合物基于二氧化钛及其改性催化剂的转化机理,以及催化剂在无机和有机含氮化合物的催化氧化反应中所起的具体作用并没有完全被解释。因此,探究典型含氮污染物在二氧化钛催化剂上的非均相转化机理,对于评估其对环境的危害具有重要意义。本文采用理论计算的方法,在微观层面上研究了无机含氮化合物（NO2和NO）和典型有机含氮化合物（C6H5NH2）在二氧化钛及其改性材料表面的结构性质以及反应机理;1.探究了二氧化钛作为自清洁材料促进大气中NO2氧化SO2的反应机理以及影响反应的因素;2.探究这类催化剂作为环境修复材料促进NO和苯胺催化氧化的降解过程,得到的研究结果如下:1.NO2氧化SO2的反应机理以及H2O、NH3、纯颗粒表面（TiO2）以及吸附重要大气组分(H2O、NH3和SO42-)的TiO2表面对SO2和NO2转化的影响雾霾期间,随着气溶胶粒子和NO2含量的增加,硫酸盐含量也在不断增加。因此,NO2作为氧化剂促进SO2的氧化反应可能是大气中硫酸盐来源的关键缺失途径。本文采用理论计算方法研究了SO2和NO2的反应机理以及中间体N2O4的形成,并分析了 H2O、NH3、纯颗粒表面（TiO2）以及吸附重要大气组分(H20、NH3和SO42-)的颗粒表面对SO2和NO2均相和非均相转化的影响。研究结果表明,SO2能够被中间体N2O4氧化为SO3,而N2O4被还原为HONO,其中氧化过程是整个反应的速控步。影响均相反应计算的因素是大气中的H2O和NH3分子,其中H2O分子可以降低速控步的能垒,并促进HONO的生成。随着体系中H2O分子数的增加,氧化能垒相应地降低。NH3分子对络合物的稳定作用比H2O分子更显着,且H2O和NH3分子在热力学上对SO2和NO2的氧化反应均有促进作用,但是它们并不能特别显着的促进NO2均相催化氧化SO2。对于非均相反应,研究结果表明纯TiO2促进N2O4氧化SO2生成硫酸盐和HONO的效果并不明显。然而,当颗粒表面吸附不同数量的H2O、NH3分子和SO42-时,它们可以有效降低氧化步骤的能垒。当TiO2（101）表面吸附一个NH3分子和一个H2O分子时,SO2很容易被cis-ONONO2氧化,其反应能垒为4.54 kcalmol-1。当颗粒表面吸附较多水分子时,SO2会首先经过水解反应生成HSO3-。然而HSO3-比SO2更难被asy-ONONO2进一步氧化生成硫酸盐。本部分的研究深入了解到NO2作为氧化剂氧化SO2的潜在反应机理,以及大气重要成分,包括H2O、NH3、H2O/NH3/TiO2以及SO42-/TiO2对硫酸盐形成机理的影响。其结果进一步为NO2在大气环境中的转化提供了理论依据。2.NO在TiO2（001）和（101）表面上选择性催化氧化反应机理以及中间体N2O4和HONO生成机理的研究控制NO的排放是降低大气中NO2含量的有效措施。本文通过密度泛函理论（DFT）对不同TiO2（001）和（101）表面选择性催化氧化NO生成HNO3的反应机理进行了探讨,还讨论了额外的NO分子对催化氧化中间体HONO和N2O4产生的影响。结果表明,在没有光照条件下,HNO3在（001）表面比（101）表面更容易生成。吸附在表面的H原子有利于O2向超氧自由基（O2-）转化,并且超氧自由基对NO在表面的催化氧化有促进作用。额外的NO参与NO与O2的反应不仅改变了已知的NO氧化途径（NO→NO2→HNO3）,而且影响了产物HNO3的存在。当额外的NO分子参与初始阶段的氧化反应时,它能够有效降低NO和O2的氧化能垒,并促进trans-ONONO2优先生成。另外,当额外的NO分子与氧化产物（HNO3）的前体（H...NO3）相碰撞时,NO可以与NO3-发生还原反应促进HONO的生成。这项研究更深入了解了NO非均相催化氧化的机理有,并对大气的潜在影响具有重要意义。3.MgO/TiO2复合催化剂结构性质的计算以及苯胺在不同反应位点（MgO和TiO2）上催化氧化反应机理的研究MgO/TiO2作为一种经济、高效的光催化剂可用于去除难降解、毒性大、环境持久性强的苯胺类有机物。本文利用密度泛函理论（DFT）研究了苯胺在MgO/TiO2复合催化剂表面的降解机理。（MgO）3团簇通过化学吸附(Eint=181.67kcal mol-1)稳定地负载在TiO2催化剂上,由此形成的MgO/TiO2复合催化剂具有较高的催化活性。而且增强的光催化活性也有利于表面氧化自由基超氧自由基(O2·-)的生成。当苯胺结构稳定吸附在MgO/TiO2复合催化剂的不同位点（MgO和TiO2）上时,表面氧引发的非自由基反应优先发生在MgO位点上,O2·-引发的自由基反应优先发生在TiO2位点上。结果表明,活性氧原子和氧空位的活性位点主要位于MgO/TiO2的MgO团簇上,这些活性位点负责苯胺的后续催化氧化（脱氢和加氧）反应。本研究对苯胺催化氧化（包括非自由基和自由基过程）的反应机理有了更深入的认识,对设计和优化降解苯胺或其它类似环境污染物的催化剂具有一定的现实意义。
崔蕾[4]（2020）在《TiO2基微纳米复合光催化材料的合成与催化性能研究》文中研究说明自1972年Fujishima等人发现了半导体的光催化效应以来,关于半导体光催化相关的研究得到了充分的发展并广泛应用于各种光催化领域。半导体光催化氧化技术也成为处理废水中有机污染物的主要途径,在众多半导体光催化剂中,TiO2氧化能力强、化学稳定性好,几乎可以无选择性地降解所有有机物,因此成为应用最广泛的光催化材料之一。然而,TiO2在应用中也存在相转变温度低（450～550oC）、缺乏可见光响应、光量子效率低、反应后难回收以及易团聚等缺点,因此针对TiO2基光催化剂的复合改性一直是研究的热点。本论文从改善TiO2纳米材料在实际应用中存在的问题出发,分别以成本低廉、环境友好的SiO2和具有可见光响应的g-C3N4对其进行复合改性。在目前SiO2和g-C3N4对其进行复合改性的基础上,针对现有体系中可以拓展和改进的问题,重点围绕复合催化剂的结构调控和简单制备,探索了制备复合体系的新策略和新方法,并对合成的系列复合光催化剂进行了降解有机物的性能研究。本论文具体研究内容如下:1.采用溶胶凝胶法,制备了一系列具有不同内核尺寸的SiO2@TiO2:Eu3+复合微球,考察了SiO2内核尺寸对复合催化剂性能和TiO2晶粒生长过程的影响规律,复合样品在700oC煅烧后TiO2仍为结晶性良好的锐钛矿相。研究发现,随着内核尺寸的增大,TiO2的晶粒逐渐增大,催化活性逐渐增强。研究了TiO2层中稀土离子掺杂浓度对TiO2晶体生长过程、相变过程及催化性能的影响。结果发现,低浓度Eu3+（2%mol）掺杂增加了催化活性,高浓度Eu3+（18%mol）掺杂诱导了TiO2相转变。2.采用静电纺丝法合成了SiO2-TiO2共混纳米纤维,在含有钛酸四丁脂（TBOT）的纺丝前驱体溶液中加入不同量的硅酸四乙酯（TEOS）,进一步考察在共混结构中,SiO2的含量对复合纤维性质和催化性能的影响。当体系中Si/Ti摩尔比逐渐增大时,SiO2抑制TiO2相转变的作用越明显,当Si/Ti摩尔比增至5%时,相转变温度由600oC以下提升至600～700oC。同时研究发现SiO2对维持TiO2晶体内部介孔结构有重要作用。催化降解实验证明经SiO2修饰的样品的催化活性明显高于单一组分的TiO2,其中,600-2%和700-2%样品的催化活性分别为同煅烧温度下纯TiO2样品的3.7和3.2倍。3.将静电纺丝和蒸汽沉积法相结合,探索了一种制备形貌良好的核壳结构的TiO2@g-C3N4复合纤维的方法,并详细研究了g-C3N4在TiO2纺丝上生长的过程及机理。考察了g-C3N4在TiO2纺丝上负载的量对样品催化性能的影响。研究发现,TiO2/g-C3N4之间形成了异质结构,复合材料降解罗丹明B的效率分别为单一组分g-C3N4和TiO2的4.0和2.7倍。
任远航[5]（2020）在《钙钛矿型氧化物光催化氧化脱除单质汞的研究》文中提出汞是一种危害性极强的污染物。有色金属冶炼过程中会产生大量的含汞废气的排放,其中以锌冶炼烟气最为严重。经过洗涤或除尘过程后锌冶炼烟气中的含汞量仍有1～30 mg/m3,其中主要是零价汞（Hg0）,Hg0不仅难被洗涤或除尘过程去除,并且还具有很高的迁移性与挥发性,是烟气中的重点控制污染物。近年来,随着环保清洁的光催化技术的日渐成熟,成为了脱汞研究的新方案。而对于光催化技术,催化剂是影响光催化效果的重要因素。钙钛矿型氧化物在光催化领域取得的优异表现使其迅速成为了近年来研究的热点。本文通过水热法合成了Ce/Cr双掺杂改性的钛酸锶（Sr Ti O3）型钙钛矿材料,然后进行光催化氧化脱除锌冶炼烟气中的Hg0的研究。首先,在254 nm紫外光照及常温反应条件下,考察了Ce/Cr掺杂改性对光催化脱汞性能的影响。实验结果表明,Ce/Cr双掺杂样品的性能要优于单掺杂样品与未掺杂样品,并且当掺杂材料组成为Sr0.9Ce0.1Ti0.9Cr0.1O3时取得最好的光催化效果为99%。Sr0.9Ce0.1Ti0.9Cr0.1O3材料的净光催化效率比商业纳米级二氧化钛高10%,长时间下的催化效率也比商业纳米级二氧化钛更稳定,循环使用5次后的效率仍在85%以上。然后研究了烟气的组分与温度对Sr0.9Ce0.1Ti0.9Cr0.1O3光催化氧化脱汞效率的影响。实验结果表明,在含氧量为0～10%时,O2的增加对反应有促进作用;在实验的水蒸汽浓度梯度下（0、4%、7%）,水蒸汽会抑制光催化反应的进行;在实验的SO2浓度下（500-1500 ppm）,SO2可以促进光催化反应的进行;在实验的NO浓度下（50-200 ppm）,NO则对光催化反应有抑制作用。另外,烟气温度的长高会降低材料的光催化脱汞效率。最后,对催化剂进行了表征分析。结合前述实验现象,得出以下结论:XRD表征结果表明Ce取代Sr Ti O3中Sr的位置、Cr取代Ti的位置均匀进入晶格中;XPS结果表明Ce通过转移电子使Cr保持在了较低的价态;FE-SEM结果表明制备出了均匀的颗粒状样品,Sr0.9Ce0.1Ti0.9Cr0.1O3的粒径最大是Sr Ti O3的4倍,粒径的增加主要由于Ce的掺杂;不同样品的BET比表面积都在10 m2/g,光催化效果的差异与比表面积无关;UV-vis DRS、ESR、PL等表征表明Sr0.9Ce0.1Ti0.9Cr0.1O3的光响应活性、表面自由基的强度及光生电子空穴利用率都有明显的优势。根据表征及实验提出了包含表面反应及内部电子转移两个过程的光催化机理。
郝淳林[6]（2020）在《炭吸附二氧化钛基材料的制备及其光催化降解水中污染物的性能研究》文中进行了进一步梳理随着社会经济发展,由能源过度消耗带来的诸多环境问题（如废水的处理,空气的净化等）受到了全世界政府和专家学者广泛关注。目前,废水处理的方式多种多样,其中应用最为广泛的是膜分离技术,但这项技术存在单独选择性分离,稳定性差,且膜面易被污染等问题。而半导体光催化氧化技术因其催化效率高,反应条件温和,操作简便,非选择性地降解水中污染物等优点,得到了人们的密切关注。在各种半导体催化剂中,二氧化钛（TiO2）相对较高的量子产率,便宜和较高的稳定性等优点已被证明是光催化剂中用途最广泛的材料。然而,TiO2具有高的载流子复合率,并且在可见光范围内没有响应的弊端制约其进一步的应用。因此寻求具有较高转换效率的新型半导体光催化材料或对TiO2半导体改性均具有重要的经济意义和环保意义。（1）采用炭吸附沉淀法,以钛酸异丙酯和乙酸锌为原料,制备ZnO/TiO2纳米复合粉体;以钛酸异丙酯和硅酸乙酯为原料,制备SiO2/TiO2纳米复合粉体;以钛酸四丁酯和醋酸镧为原料,制备La2O3/TiO2纳米复合粉体。采用热重分析仪（TG-DTA）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、紫外可见分光光度计（UV-VIS）等手段对其结构性能进行表征。结果表明:在制备过程中加入炭黑,有效地阻止了粉体在制备、干燥及焙烧过程的团聚和烧结,制得的粉体结晶度高、颗粒均匀,分散性好。（2）选择甲基橙（MO）水溶液通过降解效果来评估制备的纳米复合粉体光催化活性。结果表明:在煅烧温度为600℃,炭吸附沉淀法制备的ZnO/TiO2复合粉体,晶粒尺寸最小,为24 nm,比表面积最大,为80.35 m2/g,且在紫外光照射下60 min后,光催化MO降解率最好,为96%,是普通沉淀法制备的ZnO/TiO2的6倍多;炭吸附沉淀法制备的SiO2/TiO2复合粉体,在600℃焙烧得到的粉体,平均晶粒尺寸为12 nm,比表面积为80.32 m2/g,在紫外光照射下50 min后MO几乎完全分解,降解率高达98%,是纯TiO2作为催化剂降解率的4倍多;炭吸附沉淀法制备的La2O3/TiO2复合粉体,在600℃煅烧后光催化效果最好,且在可见光照射60 min后,MO的降解率为92.25%,是普通沉淀法制得La2O3/TiO2的3倍多,光催化活性显着提高。
张田[7]（2020）在《光催化耦合微生物燃料电池对重金属去除的研究》文中研究指明微生物燃料电池（Microbial Fuel cell,MFC）在降解废水中有机污染物的同时,能够直接将化学能转化为电能,受到广泛关注。光催化作为一种高级氧化技术,可以有效地去除水中的难降解有机物。重金属络合物广泛存在于金属电镀废水中,利用光催化法可以将其破络合,使重金属离子游离出来,同时氧化分解污水中的有机物。但其存在空穴与光生电子易复合,降解污染物的效率低等问题。本文的研究思路在于构建MFC与光电催化（photoelectrocatalysis,PEC）耦合系统,耦合系统中MFC的输出电压为PEC装置提供外加偏压,降低光生电子-空穴对复合率,以促进重金属络合物的催化降解。本研究首先通过优化TiO2纳米管的制备参数,制备MFC阳极,提高MFC的产电性能,并对TiO2纳米管电极片改性提高其光催化的性能,从而寻找出高光响应电流且催化效果好的电极材料,使电极同时适用于MFC阳极和光催化电极。然后实验以Cu-EDTA为目标污染物,探究光电催化氧化过程的最佳运行参数,优化运行条件,为后续实验提供依据。最后将MFC与PEC进行耦合,探究MFC的不同组合方式与PEC耦合后系统的产电性能及系统对Cu-EDTA的破络降解效果。研究结果如下:在不同阳极氧化温度下制备TiO2纳米管电极片,探究其作为MFC阳极的产电性能。结果表明:当改变阳极氧化的温度时,TiO2纳米管表面形貌发生变化,45℃条件下制得的TiO2纳米管（A2）作为MFC阳极有最佳的电流输出,循环伏安（Cyclic Voltammetry,CV）表明其电化学活性最好,电子效率高且其电阻最低;微生物群落分析表明,其上附着产电菌相对丰度高,表明在此温度下制得的电极片作为MFC的阳极性能最优。在此基础上,通过银掺杂对TiO2纳米管进行改性研究,进一步提高了其光催化性能。扫描电镜（Scanning electron microscope,SEM）图显示,银颗粒成功掺杂入TiO2纳米管中,银改性掺杂可以显着提高TiO2纳米管光电极的光催化性能。通过比较TiO2纳米管基底和银掺杂TiO2纳米管,发现银掺杂能将光电流提高35%,光生电子和空穴得到了有效分离。研究了Cu-EDTA溶液初始浓度、溶液pH、外加电压等因素对光电催化氧化Cu-EDTA的影响。结果表明:在光电催化氧化Cu-EDTA的过程中,Cu-EDTA的降解率随着浓度的增加呈现先增大后降低的趋势,在0.025 m M时,达到最高的降解率;Cu-EDTA在不同pH条件下的存在形式不同,研究发现适宜的pH能够促进降解作用,在pH为3的条件下,Cu-EDTA的降解效果最好;在0-1.0 V的电压范围内,Cu-EDTA的降解率随着电压的增大而不断增大,表明外加偏压可以促进光生电子和空穴的分离,有利于Cu-EDTA的降解;TiO2纳米管光电极具有较好的重复性和稳定性,一直保持良好的降解Cu-EDTA效果,降解率保持在70%以上。通过构建MFC与PEC耦合系统,研究MFC与PEC装置不同组合方式下,耦合系统中MFC的产电性能和耦合系统对Cu-EDTA的降解效果。结果表明:当一个MFC与PEC耦合时,MFC为光催化系统提供了0.528V的外加偏压和0.20 m A的电流。在4个小时内Cu-EDTA的去除率达到51.3%,比未耦合（21.64%）时提高了1.3倍;将两个MFC串联后,为PEC装置提供了0.7 V的外加偏压,0.38 m A的电流,4个小时内其对Cu-EDTA的去除率可以达到73.57%,明显高于单个的MFC系统,表明串联系统对降解有更好的作用;此后,将两个MFC并联后与PEC装置进行耦合,得到0.585 V的外加偏压,与单个MFC的偏压相差不大,但其电路电流可达到0.34 m A,明显高于单个MFC系统,4个小时内其对Cu-EDTA的去除率可以达到61.54%,其降解效果介于单个MFC与两个MFC串联系统之间的效果,三种耦合系统的电流大小与降解效果存在相关性,随着电流密度的增大,Cu-EDTA降解率也随之增大。
蔡梅[8]（2020）在《纳米二氧化钛的制备改性及其光解水制氢研究》文中研究指明本文围绕利用水热合成法制备不同形貌的TiO2催化剂,对其进行相应的表征与分析,及其光解水制氢催化性能的测试。通过初步筛选,对部分催化效果较好的TiO2进行改性,负载不同的贵金属,进一步提高其光催化性能。主要内容分为以下三个部分:一,采用不同钛源,利用水热合成法制备不同形貌的TiO2催化剂,包括纳米球,纳米片,纳米花,纳米棒,超薄纳米片。然后通过光催化还原法负载金属,对其改性,并进行表征分析,经光解水制氢性能测试。筛选出了超薄纳米二氧化钛。通过表征分析,超薄纳米片TiO2形貌极其薄,厚度大概在2nm以内且形貌较柔韧和卷曲。二,虽然二氧化钛光催化性能优越,化学性质稳定,便宜廉价,但在实际应用中存在着太阳能利用率低,仅在紫外光区有光响应,光生电子-空穴对易于复合猝灭等问题。通过光催化还原法对超薄纳米片催化剂进行改性,负载了不同含量的三种贵金属铂（Pt）,钯（Pd）,银（Ag）得到三个系列催化剂Pt-TiO2,Pd-TiO2,Ag-TiO2。对其进行相应的表征与分析,以及光解水制氢活性和催化剂稳定性测试。改性后的催化剂催化性能有明显的提高。负载1%Pt的催化剂稳定性也较好,进行了6次循环后,制氢产率依然能达到746.43μmol*g-1h-1,较产率最高的第三次仅降低了6.7%。三,为了研究双金属之间与TiO2的协同催化作用,更好的提高这一体系的光催化性能,对TiO2超薄纳米片进行了Pt-Pd双金属的负载和相应表征。光解水制氢活性结果显示,双金属负载效果优于单金属,双金属在TiO2催化过程中存在着相互协同作用,促使光生电子-空穴的有效分离,提高了催化效果。
于靖[9]（2020）在《改性及支架型混晶相二氧化钛的合成及光解水制氢性能研究》文中进行了进一步梳理TiO2材料作为常见的光催化剂之一,目前在光催化制氢领域仍存在光生电子-空穴对复合率高、带隙值大、可见光响应低、转换效率低等问题。针对以上问题,我们首先对m-TiO2进行晶相调控,探究了晶相组成对其紫外光制氢性能的影响。并以此为基础,采用掺杂La3+、复合Cl改性的g-C3N4或还原氧化石墨烯（rGO）等改性手段,提高其在可见光条件下的水分解制氢的性能。为提高m-TiO2介孔结构的稳定性,通过引入SiO2支架,制备得到具有高比表面积、大孔容和高制氢活性的支架型m-TiO2。研究结果发现:（1）采用水热法,通过晶相调控可合成具有纯锐钛矿相（A型）、锐钛矿相和板钛矿相二元混晶相（A+B型）及锐钛矿相、板钛矿相和金红石相三元混晶相（A+B+R型）结构的m-TiO2,其中混晶相m-TiO2的光催化产氢活性与其结构中的板钛矿相含量具有明显的相关性,在A+B型的二元混晶相样品中,板钛矿相含量为12%的样品T5的产氢活性可达225 mmol·g-1·h-1;在A+B+R型的三元混晶相样品中,晶相组成为56%A+40%B+4%R的样品T10的紫外产氢活性高达251 mmol·g-1·h-1。（2）采用水热法,通过掺杂La3+、复合Cl改性的g-C3N4或还原氧化石墨烯（rGO）的方法对三元混晶相m-TiO2进行改性,可明显提高可见光产氢活性。其中,掺杂量为0.5wt%的La-m-TiO2的产氢活性较m-TiO2提高了0.62倍;复合量为3.0wt%的Cl-g-C3N4/m-TiO2提高了1.34倍;复合量为1.0wt%的rGO/m-TiO2提高了1.35倍,达3.99 mmol·g-1·h-1;在350 nm850 nm的全波段条件下,三种改性样品均具有很好的活性稳定性。（3）利用正硅酸乙酯（TEOS）水解形成的SiO2胶团为支架,采用焙烧后刻蚀的方法制备了具有高比表面积和大孔容的锐钛矿型样品S1-xE。与未掺支架样品（T1）相比,S1-xE的比表面积提高了l0%86%,孔容提高了94%210%。当支架含量为50wt%时,S1-50E的比表面积达149 m2·g-1,孔容为0.31 cm3·g-1,紫外光制氢活性提高27%,达244 mmol·g-1·h-1。（4）利用中性硅溶胶的纳米SiO2颗粒为支架,制备了具有高比表面积和大孔容的A+B型样品S2-xE。与未掺支架样品（T5）相比,S2-xE的比表面积提高了14%60%;孔容提高了25%100%,当支架含量为30wt%时,S2-30E样品的比表面积和孔容达到最高,分别为123 m2·g-1、0.48 cm3·g-1,其紫外光下的产氢活性提高2.2%,达230 mmol·g-1·h-1。
聂飞[10]（2020）在《改性二氧化钛的制备及光催化降解染料的研究》文中认为当今世界,水污染问题日益严重,染料废水色度和化学需氧量高,难生物降解且毒性大,排放到环境中会造成严重的污染,是一种难治理的废水。光催化氧化技术由于反应条件温和、二次污染小,受到了各国学者的广泛关注。二氧化钛（TiO2）作为一种有前途的光催化剂,具有价格低廉、催化活性高、耐腐蚀、化学性质稳定、无毒等优点。但二氧化钛的禁带宽度较低,光生载流子复合率较高,实际应用受到限制。因此,通过改性,拓宽二氧化钛对可见光响应范围、抑制电子空穴对的复合,是二氧化钛光催化领域的研究热点。本文采用水热法制备二氧化钛,设计正交试验并通过极差分析法优化了工艺条件,且确定了适宜的铁、氮掺杂比例,探究了紫外光与可见光条件下染料的降解情况,最后对二氧化钛进行表征,对试验结果进行动力学分析,为二氧化钛的改性及光催化降解染料领域提供一定的理论依据与技术支持。正交试验中,选取水热反应温度、时间、钛酸四正丁酯与水的体积比、前驱体溶液pH值四个影响因素,以甲基橙染料为目标降解物,研究催化剂的光催化性能,通过极差分析法优化了工艺条件。结果表明前驱体溶液pH值对二氧化钛的光催化活性影响最大。甲基橙染料的降解率受二氧化钛投放量和溶液初始浓度的影响,过高或过低均不利于光催化反应的进行。对于浓度5mg/L的甲基橙溶液,二氧化钛的最佳投放量为3.75g/L。采用优化工艺制得的二氧化钛,在卤素灯照射下甲基橙溶液的降解率很低,在紫外光照射下反应2h降解率为86.48%。以硝酸铁为铁源,尿素为氮源对制备的二氧化钛进行掺杂改性,可以提高二氧化钛的光催化活性。制备了不同配比的铁掺杂、铁氮共掺杂二氧化钛光催化剂,其中,铁掺杂量为0.01%,铁氮掺杂量分别为0.01%和0.7%的二氧化钛光催化活性最高,在紫外光条件下,2h后甲基橙溶液降解率达到96.05%,在可见光条件下,6h后甲基橙溶液的降解率由19.36%提升到94.52%。XRD、SEM、XPS、UV-vis分析结果表明,制得的二氧化钛样品为锐钛矿相的纳米级不规则球形颗粒,掺杂没有改变二氧化钛的晶型,铁掺杂抑制了TiO2粒径的增长,氮掺杂对二氧化钛粒径的影响不大,共掺杂后制备的二氧化钛颗粒的分散性更好,且吸收光谱发生了红移。Fe3+取代了部分Ti4+与氧结合。氮掺杂二氧化钛后进入晶格,取代了晶格中的O并形成O-Ti-N键,掺杂后可以有效降低光生电子与空穴的复合率。对其他染料的降解试验结果表明,二氧化钛光催化反应对中性红和结晶紫的降解效果比较优异,分别达到了93.47%和99.11%;对藏红T和溴酚蓝的降解效果比较一般,分别为78.45%和73.73%;对次甲基蓝的降解效果较差,降解率为52.17%。二氧化钛的光催化反应的动力学方程符合L-H模型,光催化降解甲基橙的过程为一级反应。一级反应动力学常数k的大小受甲基橙溶液初始浓度、催化剂投放量以及元素掺杂的影响。动力学分析结果与光催化反应试验结论一致。
二、二氧化钛光催化活性及其改性研究（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、二氧化钛光催化活性及其改性研究（论文提纲范文）
（1）生物质复合催化剂的制备及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 生物质简介 |
| 1.2.1 生物质 |
| 1.2.2 纳米微晶纤维素 |
| 1.3 二氧化钛光催化剂简介 |
| 1.3.1 二氧化钛的结构及光催化机理 |
| 1.3.2 二氧化钛光催化剂特性 |
| 1.3.3 二氧化钛光催化剂的改性 |
| 1.4 含酚废水概述 |
| 1.4.1 含酚废水污染现状及危害 |
| 1.4.2 含酚废水的治理 |
| 1.5 研究内容及目的 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 纳米微晶纤维素和氧化石墨烯的制备及表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂及仪器 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.2.3 表征方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 纳米微晶纤维素制备条件优化 |
| 2.3.2 纳米微晶纤维素和氧化石墨烯的表观特征 |
| 2.3.3 X-射线粉末衍射表征 |
| 2.3.4 红外吸收光谱表征 |
| 2.3.5 热稳定性表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 纤维素基复合催化材料的制备、表征及其光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂及仪器 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.2.3 表征方法 |
| 3.2.4 光催化降解苯酚溶液 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 反应条件对光催化性能的影响 |
| 3.3.2 NCC 对催化剂结构及光催化性能的影响 |
| 3.3.3 氮掺杂对催化剂结构及光催化性能的影响 |
| 3.3.4 石墨烯掺杂对催化剂结构及光催化性能的影响 |
| 3.3.5 催化剂的结构及光催化性能研究 |
| 3.3.6 Cu 负载对催化剂结构及光催化性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（2）大气颗粒物中邻苯二甲酸酯及甲氧苄啶可见光降解研究（论文提纲范文）
| 附录 |
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 前言 |
| 1.1 大气颗粒物的组成概述 |
| 1.1.1 颗粒物中有机物污染特征 |
| 1.1.2 颗粒物中金属污染特征 |
| 1.2 颗粒物中邻苯二甲酸酯的污染现状 |
| 1.2.1 颗粒物中邻苯二甲酸酯的含量变化特征 |
| 1.2.2 颗粒物中邻苯二甲酸酯的健康风险评估 |
| 1.3 环境中邻苯二甲酸酯光化学行为研究进展 |
| 1.3.1 水体中邻苯二甲酸酯的光化学转化 |
| 1.3.2 土壤中邻苯二甲酸酯的光化学转化 |
| 1.4 环境光催化研究进展 |
| 1.5 邻苯二甲酸酯及 TMP 毒性研究进展 |
| 1.5.1 邻苯二甲酸酯对微生物的影响 |
| 1.5.2 邻苯二甲酸酯对植物的影响 |
| 1.5.3 邻苯二甲酸酯对人和动物的影响 |
| 1.5.4 TMP毒性研究进展 |
| 1.6 提出本课题 |
| 1.6.1 课题意义与创新之处 |
| 1.6.2 课题研究思路与内容 |
| 第二章 大气颗粒物中PAEs和重金属含量分布特征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 仪器与试剂 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 PM_(2.5)中PAEs含量分析 |
| 2.3.2 PM_(2.5)中PAEs昼夜比例分布特征 |
| 2.3.3 PM_(2.5)中重金属含量分析 |
| 2.4 结论 |
| 第三章 金属氧化物对大气颗粒物中PAEs的光降解研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 仪器与试剂 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 金属负载膜上DEP的光降解 |
| 3.3.2 金属负载膜上DBP的光降解 |
| 3.3.3 金属负载膜上DEHP的光降解 |
| 3.3.4 邻苯二甲酸酯的光降解机理 |
| 3.3.5 金属氧化物对颗粒物中PAEs光降解构效分析 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 g-C_3N_4及其改性材料对大气颗粒物中PAEs的光降解研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 仪器与试剂 |
| 4.2.2 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 g-C_3N_4及其改性催化剂的表征 |
| 4.3.2 g-C_3N_4及其改性催化剂负载膜上DEP的光降解 |
| 4.3.3 g-C_3N_4及其改性催化剂负载膜上DBP的光降解 |
| 4.3.4 g-C_3N_4及其改性催化剂负载膜上DEHP的光降解 |
| 4.3.5 PAEs的光降解机理 |
| 4.3.6 g-C_3N_4及其改性催化剂对颗粒物中PAEs光降解构效分析 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 TMP在水、空气和土壤中的光降解行为研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 仪器与试剂 |
| 5.2.2 实验方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 TMP在水、空气和土壤中的可见光降解 |
| 5.3.2 TMP在水、空气和土壤中的光降解机理 |
| 5.3.3 TMP光解前后对斜生栅藻生长率及叶绿素水平的影响 |
| 5.3.4 TMP光解前后对斜生栅藻氧化损伤的影响 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（3）典型含氮化合物非均相转化过程的机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 典型含氮化合物的概述 |
| 1.1.1 氮氧化物的来源以及危害 |
| 1.1.2 苯胺的来源以及危害 |
| 1.2 含氮化合物的研究现状 |
| 1.2.1 氮氧化物脱硝技术的研究现状 |
| 1.2.2 苯胺降解技术的研究现状 |
| 1.3 二氧化钛(TiO_2)的概述 |
| 1.3.1 二氧化钛的应用及光催化机理 |
| 1.3.2 二氧化钛材料改性的常用方法 |
| 1.4 含氮化合物基于TiO_2非均相转化的研究现状 |
| 1.5 论文的研究思路及意义 |
| 第二章 计算方法的理论基础 |
| 2.1 量子力学的发展及基本理论 |
| 2.2 第一性原理 |
| 2.3 密度泛函理论 |
| 2.3.1 Thomas-Fermi模型 |
| 2.3.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.3.3 Hohenberg-Kohn定理 |
| 第三章 NO_2均相氧化SO_2的反应机理研究及影响因素 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 nH_2O(n=0、1、2、3)对N_2O_4和SO_2反应的影响及比较 |
| 3.3.2 NH_3对N_2O_4和SO_2的影响 |
| 3.3.3 nH_2O-mNH_3(n=1、2;m=1、2)对N_2O_4和SO_2反应的影响及比较 |
| 3.4. 本章小结 |
| 第四章 NO_2和SO_2在TiO_2表面上非均相反应的理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算模型和计算方法 |
| 4.2.1 界面模型 |
| 4.2.2 计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 NO_2的吸附和二聚反应 |
| 4.3.2 SO_2和asy-ONONO_2共吸附 |
| 4.3.3 纯TiO_2表面对N_2O_4氧化SO_2的影响 |
| 4.3.4 nH_2O(n=1、2)和NH_3在TiO_2表面对N_2O_4和SO_2反应的影响及比较 |
| 4.3.5 改性SO_4~(2-)-TiO_2(101)对氧化速控步的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 NO在TiO_2表面上氧化的理论研究及影响因素 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算模型与计算方法 |
| 5.2.1 界面模型 |
| 5.2.2 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 NO在TiO_2 (101)和(001)表面的吸附 |
| 5.3.2 NO-O_2-H_2O在(001)表面上的催化氧化反应 |
| 5.3.3 NO-O_2-H_2O在(101)表面上的催化氧化反应 |
| 5.3.4 NO在不同的表面上催化氧化的分析和比较 |
| 5.3.5 高浓度NO对N_2O_4、HONO中间体生成的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 苯胺在MgO/TiO_2复合催化剂上降解的理论研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算模型和计算方法 |
| 6.2.1 表面模型的构建 |
| 6.2.2 计算方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 改性(MgO)n/TiO_2(101)的结构 |
| 6.3.2 苯胺在MgO/TiO_2上的吸附结构 |
| 6.3.3 表面氧或O_2~(-·)引发苯胺初始反应的机理 |
| 6.3.4 IM1和IM8在MgO/TiO_2(101)上后续氧化机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结、创新与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新之处 |
| 7.3 展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间科研成果和所获荣誉 |
| 学位论文评阅及答辩情况报 |
（4）TiO2基微纳米复合光催化材料的合成与催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二氧化钛在光催化领域的研究现状 |
| 1.2.1 二氧化钛的结构和性质 |
| 1.2.2 二氧化钛的制备 |
| 1.2.3 二氧化钛的光催化机理及影响因素 |
| 1.2.4 二氧化钛在应用中存在的问题及改性 |
| 1.3 二氧化硅改性的二氧化钛材料 |
| 1.4 氮化碳改性的二氧化钛材料 |
| 1.5 本论文研究意义、研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 不同尺寸核壳结构SiO_2@TiO_2:Eu~(3+)纳米球的制备及其催化性能研究 |
| 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 实验过程 |
| 2.2.4 样品表征 |
| 2.2.5 光催化性质表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 形貌分析 |
| 2.3.2 结构、成分与漫反射光谱分析 |
| 2.3.3 比表面积分析 |
| 2.3.4 荧光性能 |
| 2.3.5 催化性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 静电纺丝法制备SiO_2-TiO_2复合纳米纤维及其催化性能研究 |
| 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 实验过程 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 晶相与紫外可见吸收光谱 |
| 3.3.2 形貌分析 |
| 3.3.3 比表面积分析 |
| 3.3.4 XPS分析 |
| 3.3.5 催化性能分析 |
| 3.3.6 光催化反应过程分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 核壳结构TiO_2@g-C_3N_4纳米纤维的制备及其催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 实验过程 |
| 4.2.4 样品表征 |
| 4.2.5 光催化性质表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 形貌与合成过程分析 |
| 4.3.2 晶相分析 |
| 4.3.3 表面化学性质分析 |
| 4.3.4 光吸收性质分析 |
| 4.3.5 N_2吸附-脱附曲线 |
| 4.3.6 催化性能 |
| 4.3.7 电化学性质和光电化学性质 |
| 4.3.8 催化反应机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果及参加学术会议情况 |
| 一、攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 二、参加的学术会议 |
| 致谢 |
（5）钙钛矿型氧化物光催化氧化脱除单质汞的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究内容 |
| 1.3 技术路线 |
| 1.4 论文创新点 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 有色金属冶炼烟气汞污染排放现状 |
| 2.2 烟气脱汞技术研究现状 |
| 2.3 光催化脱汞技术研究现状 |
| 2.3.1 光催化脱汞原理 |
| 2.3.2 光催化脱汞研究进展 |
| 2.4 钙钛矿型氧化物研究现状 |
| 2.4.1 钙钛矿型氧化物的结构与分类 |
| 2.4.2 钙钛矿型氧化物的性质 |
| 2.4.3 钙钛矿型催化剂的制备 |
| 2.4.4 钙钛矿型催化剂的应用 |
| 2.4.5 钙钛矿的改性研究 |
| 第3章 实验材料与方法 |
| 3.1 实验药品及仪器 |
| 3.2 催化剂制备 |
| 3.3 催化剂表征 |
| 3.3.1 X射线衍射谱(XRD) |
| 3.3.2 场发射扫描电子显微镜(FESEM) |
| 3.3.3 X射线光电子能谱(XPS) |
| 3.3.4 紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS) |
| 3.3.5 氮气等温吸附脱附测试(BET) |
| 3.3.6 光致发光光谱(PL) |
| 3.3.7 电子自旋共振(ESR) |
| 3.4 实验方法 |
| 3.4.1 实验装置与流程 |
| 3.4.2 单质汞去除效率测定 |
| 第4章 Ce/Cr掺杂及烟气条件对光催化氧化Hg~0影响的实验 |
| 4.1 实验过程 |
| 4.1.1 光催化脱汞性能 |
| 4.1.2 烟气组分的控制 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 Ce/Cr掺杂对光催化性能的影响 |
| 4.2.2 烟气组分对催化的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 催化剂表征及光催化机理分析 |
| 5.1 X射线衍射谱(XRD)分析 |
| 5.2 场发射扫描电镜(FESEM)及氮气等温吸附脱附测试(BET)分析 |
| 5.3 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 5.4 紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)分析 |
| 5.5 光致发光光谱(PL)分析 |
| 5.6 电子自旋共振(ESR)分析 |
| 5.7 光催化反应机理 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望与建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 硕士研究生期间研究成果 |
| 附录 B 硕士研究生期间参与项目 |
（6）炭吸附二氧化钛基材料的制备及其光催化降解水中污染物的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 纳米半导体材料 |
| 1.1 纳米TiO_2的光催化原理 |
| 1.2 影响TiO_2光催化性能的因素 |
| 1.2.1 TiO_2晶型的影响 |
| 1.2.2 TiO_2粒径的影响 |
| 1.2.3 TiO_2表面性质的影响 |
| 1.2.4 光强的影响 |
| 1.2.5 其它影响因素 |
| 1.3 提高TiO_2光催化活性的方法 |
| 1.3.1 非金属掺杂 |
| 1.3.2 金属掺杂或沉积 |
| 1.3.3 半导体复合 |
| 1.3.4 表面光敏化 |
| 1.4 半导体纳米材料的制备方法 |
| 1.4.1 气相法 |
| 1.4.2 溶胶凝胶法 |
| 1.4.3 溶剂热法 |
| 1.4.4 沉淀法 |
| 1.4.5 固相合成法 |
| 1.4.6 其它合成方法 |
| 1.5 二氧化钛的光催化应用 |
| 1.5.1 光分解水制氢 |
| 1.5.2 光催化二氧化碳还原 |
| 1.5.3 太阳能电池 |
| 1.5.4 废水处理 |
| 1.5.5 空气净化 |
| 1.5.6 农药的降解 |
| 1.6 活性炭的简介 |
| 1.6.1 活性炭的结构 |
| 1.6.2 活性炭的性质 |
| 1.6.3 活性炭的应用 |
| 1.7 二氧化钛和其它半导体负载活性炭和脱羧研究进展 |
| 1.8 选题依据、研究内容及创新 |
| 1.8.1 选题依据 |
| 1.8.2 研究内容 |
| 1.8.3 创新点 |
| 2 炭吸附ZnO/TiO_2 纳米复合粉体的制备及其光催化降解污染物研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 炭吸附ZnO/TiO_2 复合粉体的制备 |
| 2.2.3 炭吸附ZnO/TiO_2 复合材料表征 |
| 2.2.4光催化降解实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 焙烧温度的确定 |
| 2.3.2 XRD分析 |
| 2.3.3 TEM分析 |
| 2.3.4 UV-Vis分析 |
| 2.3.5 光催化性能分析 |
| 2.4 小结 |
| 3 炭吸附SiO_2/TiO_2 纳米复合粉体的制备及其光催化降解污染物研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 炭吸附SiO_2/TiO_2 纳米复合粉体的制备 |
| 3.2.3 炭吸附SiO_2/TiO_2 纳米复合粉体的表征 |
| 3.2.4 光催化降解实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 焙烧温度的确定 |
| 3.3.2 XRD及 TEM分析 |
| 3.3.3 UV-Vis分析 |
| 3.3.4 光催化性能分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 炭吸附La2O3/TiO_2 纳米复合粉体制备及其光催化降解污染物研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 炭吸附La2O3/TiO_2 纳米复合粉体的制备 |
| 4.2.3 炭吸附La2O3/TiO_2 纳米复合粉体的表征 |
| 4.2.4光催化降解实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 焙烧温度的确定 |
| 4.3.2 XRD分析 |
| 4.3.3 TEM分析 |
| 4.3.4 UV-Vis分析 |
| 4.3.5 光催化性能分析及机理分析 |
| 4.3.6 La2O3/TiO_2 的重复利用性 |
| 4.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（7）光催化耦合微生物燃料电池对重金属去除的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 重金属络合物废水 |
| 1.2.1 重金属络合物的性质 |
| 1.2.2 重金属络合物废水的传统处理方法 |
| 1.3 光催化氧化法 |
| 1.3.1 光催化氧化法及光电催化氧化法 |
| 1.3.2 TiO_2纳米管性质及其改性 |
| 1.4 微生物燃料电池 |
| 1.4.1 基本原理及特点 |
| 1.4.2 研究进展 |
| 1.5 研究的内容、目的及意义 |
| 1.5.1 研究目的及意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 实验装置与方法 |
| 2.2.1 TiO2 纳米管电极的制备 |
| 2.2.2 微生物燃料电池的启动及运行 |
| 2.2.3 光催化电解池装置 |
| 2.3 实验分析方法 |
| 2.3.1 电极材料的表征 |
| 2.3.2 电化学指标 |
| 2.3.3 微生物指标 |
| 2.3.4 水质指标 |
| 第三章 TiO_2纳米管电极的制备及其改性研究 |
| 3.1 实验方法 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 不同氧化温度对TiO_2纳米管电极性能的影响 |
| 3.2.2 微生物群落分析 |
| 3.2.3 银改性对纳米管电极性能的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 光电催化Cu-EDTA降解特性研究 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 Cu-EDTA初始浓度对降解的影响 |
| 4.2.2 pH对 Cu-EDTA降解的影响 |
| 4.2.3 外加偏压对Cu-EDTA降解的影响及机理 |
| 4.2.4 光电催化降解Cu-EDTA的机理研究 |
| 4.2.5 TiO_2纳米管电极去除Cu-EDTA的重复性和稳定性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 光催化与微生物燃料电池耦合Cu-EDTA降解特性的研究 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 MFC与 PEC耦合对Cu-EDTA的去除特性 |
| 5.2.2 MFC串联与PEC耦合对Cu-EDTA的去除特性 |
| 5.2.3 MFC并联与PEC耦合对Cu-EDTA的去除特性 |
| 5.2.4 不同耦合系统的产电及去除Cu的效果比较 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
| 参考文献 |
（8）纳米二氧化钛的制备改性及其光解水制氢研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 太阳能制氢技术 |
| 1.2.1 光电化学分解水制氢 |
| 1.2.2 光生物制氢 |
| 1.2.3 光催化制氢 |
| 1.2.4 太阳能热分解水 |
| 1.3 二氧化钛的结构特征与光催化原理 |
| 1.3.1 二氧化钛的结构特征 |
| 1.3.2 二氧化钛的光解水制氢催化原理 |
| 1.3.3 光解水制氢的反应过程 |
| 1.4 光催化剂二氧化钛改性的方法 |
| 1.4.1 金属离子掺杂 |
| 1.4.2 非金属掺杂 |
| 1.4.3 半导体复合 |
| 1.4.4 表面光敏化改性 |
| 1.5 二氧化钛在实际生活中的应用 |
| 1.5.1 污水处理 |
| 1.5.2 杀菌与空气净化 |
| 1.5.3 颜料产品的应用 |
| 1.6 光催化活性测试 |
| 1.7 催化剂稳定性评价 |
| 1.8 本课题的研究目的及主要研究内容 |
| 第二章 不同形貌纳米二氧化钛制备及光解水制氢研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 不同形貌的催化剂的制备方法 |
| 2.2.3 光催化材料的表征手段 |
| 2.3 结果分析与讨论 |
| 2.3.1 X-射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.2 SEM谱图分析 |
| 2.3.3 TEM谱图分析 |
| 2.3.4 XPS谱图分析 |
| 2.3.5 UV-VisDRS谱图分析 |
| 2.3.6 样品光催化降解水制氢的活性评价 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 超薄二氧化钛催化剂的制备及其改性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 二氧化钛催化剂制备及改性 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 XRD谱图分析 |
| 3.3.2 SEM谱图分析 |
| 3.3.3 TEM谱图分析 |
| 3.3.4 XPS谱图分析 |
| 3.3.5 UV-VisDRS谱图分析 |
| 3.3.6 样品光催化降解水制氢的活性评价 |
| 3.3.7 催化剂稳定性评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 二氧化钛的双金属负载 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 双金属负载二氧化钛(Pt-Pd/TiO_2)催化剂的制备及改性 |
| 4.3 结果分析与讨论 |
| 4.3.1 XRD谱图分析 |
| 4.3.2 SEM谱图分析 |
| 4.3.3 TEM谱图分析 |
| 4.3.4 XPS谱图分析 |
| 4.3.5 UV-VisDRS谱图分析 |
| 4.3.6 样品光催化降解水制氢的活性评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）改性及支架型混晶相二氧化钛的合成及光解水制氢性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1.文献综述 |
| 1.1 光催化制氢基本过程及原理 |
| 1.1.1 光催化分解水制氢机理 |
| 1.1.2 牺牲剂体系中H_2和O_2的光催化转化 |
| 1.1.3 光催化活性的影响因素 |
| 1.2 TiO_2光催化材料 |
| 1.2.1 二氧化钛的基本性质 |
| 1.2.2 二氧化钛材料的晶相组成研究进展 |
| 1.3 改性复合型二氧化钛的光催化研究进展 |
| 1.3.1 离子掺杂型二氧化钛 |
| 1.3.2 复合型二氧化钛 |
| 1.4 高比表面积二氧化钛材料的研究进展 |
| 1.5 论文研究目的与内容 |
| 2.实验部分 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.2 光催化材料的合成 |
| 2.2.1 混晶相m-TiO_2光催化剂的制备 |
| 2.2.2 改性m-TiO_2光催化剂的制备 |
| 2.2.3 支架型高比表面积m-TiO_2光催化剂的制备 |
| 2.3 合成材料的表征 |
| 2.3.1 X-射线衍射(X-ray Diffraction) |
| 2.3.2 紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis Absorption Spectrum) |
| 2.3.3 氮气物理吸附(N2-adsorption) |
| 2.3.4 差热分析(Differential Thermal Analysis) |
| 2.4 光催化制氢的反应条件及气相产物的分析 |
| 3.m-TiO_2 的晶相组成研究与改性复合型m-TiO_2光催化性能研究 |
| 3.1 混晶相m-TiO_2的合成与产氢活性研究 |
| 3.1.1 二元及三元混晶相m-TiO_2光催化材料的制备与紫外产氢活性研究 |
| 3.1.2 不同晶相组成的m-TiO_2光催化材料的表征和禁带宽度分析 |
| 3.2 混晶相m-TiO_2光催化材料的改性及产氢性能研究 |
| 3.2.1 La-m-TiO_2 型光催化材料的制备与可见光制氢活性研究 |
| 3.2.2 g-C3N4/m-TiO_2 型光催化材料的制备与可见光制氢活性研究 |
| 3.2.3 rGO/m-TiO_2 型光催化材料的制备与可见光制氢活性研究 |
| 3.2.4 改性光催化材料的制氢稳定性研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 4.支架辅助合成高活性高比表面m-TiO_2光催化材料 |
| 4.1 以正硅酸乙酯为SiO_2源制备支架型m-TiO |
| 4.1.1 SiO_2 支架含量对支架型m-TiO_2的结构及光催化活性的影响 |
| 4.1.2 氨水比例对支架型m-TiO_2的结构及光催化活性的影响 |
| 4.2 以中性硅溶胶为SiO_2源制备支架型m-TiO |
| 4.2.1 SiO_2 支架含量对支架型m-TiO_2的结构及光催化活性的影响 |
| 4.2.2 氨水比例对支架型m-TiO_2的结构及光催化活性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）改性二氧化钛的制备及光催化降解染料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 染料废水的特点及处理方法 |
| 1.2 二氧化钛的结构及性质 |
| 1.3 二氧化钛光催化机理 |
| 1.4 二氧化钛的制备方法 |
| 1.4.1 固相法 |
| 1.4.2 气相法 |
| 1.4.3 液相法 |
| 1.5 二氧化钛的改性方法 |
| 1.5.1 单掺改性 |
| 1.5.2 共掺改性 |
| 1.5.3 半导体复合 |
| 1.5.4 染料光敏化 |
| 1.6 选题意义和研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 本文研究内容 |
| 2 水热法制备二氧化钛条件的优化及光催化性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 试验试剂与仪器 |
| 2.2.2 正交试验设计 |
| 2.2.3 二氧化钛光催化剂的制备 |
| 2.2.4 光催化试验 |
| 2.2.5 光催化活性评价方法 |
| 2.3 正交试验结果分析及工艺优化 |
| 2.4 光催化效率影响因素 |
| 2.4.1 光源对二氧化钛光催化效率的影响 |
| 2.4.2 二氧化钛投放量对光催化效率的影响 |
| 2.4.3 初始浓度对二氧化钛光催化效率的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 铁掺杂、铁氮共掺杂二氧化钛的制备、表征及光催化性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 掺杂二氧化钛的制备 |
| 3.3 掺杂二氧化钛的光催化性能 |
| 3.3.1 铁掺杂二氧化钛的光催化性能 |
| 3.3.2 铁、氮共掺杂二氧化钛的光催化性能 |
| 3.4 催化剂表征分析 |
| 3.4.1 XRD分析 |
| 3.4.2 紫外-可见光吸收光谱分析 |
| 3.4.3 SEM分析 |
| 3.4.4 光致发光光谱分析 |
| 3.4.5 XPS分析 |
| 3.5 铁、氮共掺杂二氧化钛对染料的降解 |
| 3.5.1 选取染料的性质 |
| 3.5.2 试验过程 |
| 3.5.3 试验结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 铁、氮共掺二氧化钛的动力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 二氧化钛光催化降解甲基橙动力学研究 |
| 4.2.1 甲基橙溶液初始浓度的影响 |
| 4.2.2 二氧化钛投放量的影响 |
| 4.2.3 掺铁量的影响 |
| 4.2.4 铁、氮共掺的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、二氧化钛光催化活性及其改性研究（论文参考文献）
- [1]生物质复合催化剂的制备及其光催化性能研究[D]. 王诗雨. 西安石油大学, 2021(09)
- [2]大气颗粒物中邻苯二甲酸酯及甲氧苄啶可见光降解研究[D]. 焦俊恒. 山西大学, 2021(12)
- [3]典型含氮化合物非均相转化过程的机理研究[D]. 王泽华. 山东大学, 2021(11)
- [4]TiO2基微纳米复合光催化材料的合成与催化性能研究[D]. 崔蕾. 吉林大学, 2020(02)
- [5]钙钛矿型氧化物光催化氧化脱除单质汞的研究[D]. 任远航. 昆明理工大学, 2020(05)
- [6]炭吸附二氧化钛基材料的制备及其光催化降解水中污染物的性能研究[D]. 郝淳林. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [7]光催化耦合微生物燃料电池对重金属去除的研究[D]. 张田. 东南大学, 2020(01)
- [8]纳米二氧化钛的制备改性及其光解水制氢研究[D]. 蔡梅. 西北大学, 2020(02)
- [9]改性及支架型混晶相二氧化钛的合成及光解水制氢性能研究[D]. 于靖. 大连理工大学, 2020(02)
- [10]改性二氧化钛的制备及光催化降解染料的研究[D]. 聂飞. 辽宁工业大学, 2020(03)