一、模板引导纳米TiO_2的研制和应用（论文文献综述）
刘叶[1]（2021）在《介孔SiO2基Janus纳米复合材料的制备及微波控释给药的研究》文中进行了进一步梳理基于纳米材料的药物输送系统已被研究者们广泛关注并用于癌症的靶向治疗研究。纳米材料通常分为有机纳米材料和无机纳米材料,在药物运输方面,与有机纳米材料相比,无机纳米材料具有更好的生物相容性以及更易修饰等优势,而且无机纳米材料中的多组分“核-壳”纳米粒子具有多功能特性,因此“核-壳”结构纳米复合物在药物输送、生物医学成像及治疗等领域具有潜在的应用价值。通常情况下“核-壳”结构纳米材料由两种或多种物质组成并形成单层或多层结构,这种层与层之间的相互覆盖致使不同组分之间产生相互干扰,从而削弱该纳米材料的功能特性。然而,由于具有双/多面性的Janus结构纳米材料能够在几乎没有相互干扰的情况下发挥其各自特性和关键作用,因此,Janus型纳米材料被研究者们广泛研究并应用于催化、传感、光学成像和药物运输等领域。为了实现靶向运输、高效负载以及微波控制释放抗癌药物,本文根据材料的功能特性在材料结构空间上进行了巧妙设计与合成,将微波吸收功能材料和药物负载功能材料设计成为一种异质结构,这样可以抑制传统“核-壳”结构的层层包覆从而避免材料组分之间的相互屏蔽和干扰作用。本论文首次制备了几种具有特殊形貌和微波吸收功能的介孔二氧化硅（mSiO2）基纳米载体。首先,将磁介质损耗型吸波材料四氧化三铁（Fe3O4）纳米载体引入到微波控制释放药物的研究中,从而构建Janus型Fe3O4&mSiO2纳米颗粒。该纳米颗粒与“核-壳”结构的Fe3O4@mSiO2纳米颗粒在微波-热转化性能上存在明显差异;其次,探索电介质损耗型吸波材料黑色二氧化钛(TiO2-x)与mSiO2形成异质构型的反应条件、反应机理和微波-热转化机理;随后,为了进一步提高纳米载体的微波-热转化性能,将磁介质损耗型材料（Fe3O4）和电介质损耗型材料(TiO2-x/ZnO)通过表面修饰进行组合。最后,为了避免表面修饰占据载体孔道所导致的载药率降低问题,将微波吸收功能材料设计为“核-壳”结构,再与mSiO2进行异向结合,从而保证微波吸收材料和载药介孔材料既有一定程度的分离又有相对均匀的结合,进而实现了纳米载体的多功能特性。基于上述设计思路本文主要进行了以下四部分研究,具体研究内容和主要研究结果如下:（1）采用水热法和溶胶凝胶法制备出具有不对称结构的磁性Janus Fe3O4&mSiO2纳米材料作为负载抗癌药物盐酸阿霉素（DOX）的纳米载体,将Janus Fe3O4&mSiO2纳米载体应用于微波吸收控释药物的研究。研究结果表明Janus Fe3O4&mSiO2纳米载体在微波-热转化方面的性能明显优于“核-壳”结构Fe3O4@mSiO2纳米载体。同时Janus Fe3O4&mSiO2纳米载体在24 h后的累积载药率达到36.40 wt%。此外,DOX的负载过程属于放热过程,DOX与Janus Fe3O4&mSiO2载体之间的相互作用主要是范德华力,它们的相互耦合会产生静电吸引。在p H=7.0且微波刺激后,药物释放率从42.61 wt%显着提高到89.05 wt%。通过MTT法考察了该材料对He La细胞的活性影响,研究结果表明Janus Fe3O4&mSiO2-DOX可促进He La细胞凋亡。（2）磁损耗和电损耗是微波吸收机理中的两大损耗类型。由于本文第二章已选用磁损耗型Fe3O4纳米球作为微波吸收剂,因此本章选用具有表面缺陷的电损耗型TiO2-x纳米球作为微波吸收剂,首次构建了Janus TiO2-x&mSiO2纳米载体。通过在TiO2-x表面生长棒状介孔二氧化硅从而形成Janus型TiO2-x&mSiO2纳米载体,整个载体的比表面积和累积药物负载率分别为203.25 m2/g和38.00 wt%。DOX与Janus TiO2-x&mSiO2载体之间的非共价相互作用主要是范德华力,而且DOX的负载过程属于放热过程。在360 min时,p H=7.0、5.0和3.0的条件下,药物释放率分别为61.03 wt%、69.17 wt%和89.24 wt%。在p H=7.0且微波刺激后,药物释放率从61.03 wt%显着提高到88.01 wt%。因此,Janus TiO2-x&mSiO2多功能载体不仅可以在p H值控制下释放药物而且还可以通过微波刺激进一步触发。（3）为了进一步提高载体的微波热转化性能,将电介质损耗型材料和磁损耗型材料通过组合从而构建多元组分。本章首次将磁介质损耗型小粒径Fe3O4通过表面修饰引入到TiO2-x&mSiO2纳米载体表面,当药物DOX负载后再利用电介质损耗型氧化锌（ZnO）进行封孔,最终可控得到新型“多足”TiO2-x&mSiO2-Fe3O4-DOX-ZnO纳米载体。该载体具有微波吸收、磁靶向和“门控”药物释放等功能特性。此外,实验结果表明不同粒径的TiO2-x纳米球能够可控得到“多足”TiO2-x&mSiO2纳米载体。“多足”TiO2-x&mSiO2-Fe3O4-DOX-ZnO纳米载体在270 min后的累积药物负载率增加到50.70wt%,与论文第三章中的药物负载率相比较,本章纳米材料显示出更高的药物负载性能。在210 min时,p H=7.0、5.0和3.0条件下,药物释放率分别为70.28 wt%、75.17 wt%和87.41 wt%,实验结果表明药物释放行为具有明显的p H依赖性。在p H=7.0且微波刺激后,药物释放率高达82.16 wt%。此外,“多足”TiO2-x&mSiO2-Fe3O4-DOX-ZnO纳米材料可促进He La细胞凋亡。（4）论文第四章中由于小粒径Fe3O4和ZnO的引入占据了mSiO2的部分孔道结构,这将导致药物负载率在理论上有一定程度的降低。因此,将微波吸收功能端设计为“核-壳”结构的Fe3O4@n SiO2@TiO2-x纳米球,通过溶胶凝胶法在其表面生长mSiO2,首次构筑出“双足”Fe3O4@n SiO2@TiO2-x&mSiO2纳米载体。该载体的比表面积为222.8 m2/g,饱和磁化强度为12.98 emu/g,而且该载体具有良好的微波热转换性能。同时,“双足”Fe3O4@n SiO2@TiO2-x&mSiO2纳米材料在240 min后的累积载药率增加到40.07 wt%。在p H=5.0且微波刺激后,药物释放率从21.21 wt%显着提高到84.73 wt%。研究结果表明具有p H和微波双重触发的“双足”Fe3O4@n SiO2@TiO2-x&mSiO2纳米载体有望被进一步应用于药物输送系统。
邵威威[2]（2021）在《二维非层状金属氧族化合物的电子结构调控及其光催化应用研究》文中研究指明由化石能源的过度使用造成的温室效应严重阻碍了人类命运共同体的可持续发展,同时也促使我们寻找可再生且绿色环保的清洁能源作为化石能源的替代品。受大自然中光合作用的启发,研究人员发现在光照下半导体光催化剂能够使得高耗能的小分子转化过程在常温常压的温和条件下进行,例如甲醛光催化氧化和CO2光催化还原反应,从而使得半导体催化剂的设计和开发颇具研究意义。本论文通过设计和开发多种策略（掺杂、空位和异质结等）调控二维非层状半导体的电子结构,进而期望提升其在光催化小分子转化领域的催化活性,并通过原位表征手段和密度泛函理论计算,探究微观电子结构与宏观光催化性能之间的构效关系,最终为高性能半导体光催化剂的研制提供理论指导。本论文的研究内容如下:1.空位缺陷策略调控钨酸铋超薄片的电子结构并提升光催化甲醛氧化性能:光催化氧化技术为去除以甲醛（HCHO）为主的室内污染物提供了一种有希望的策略,而潜在的光催化氧化机理仍不明确,尤其是H2O分子在该过程中的确切作用仍有待探究。该工作以设计构建的具有明确结构的缺陷态半导体超薄片为研究模型,利用时间分辨的原位表征技术,揭示水参与的光催化甲醛氧化反应机理。以制备的缺陷态Bi2WO6超薄片为例,在水的辅助下,缺陷态Bi2WO6超薄片实现了高效且稳定的光催化甲醛氧化性能。原位电子顺磁共振谱测试结果证实由光生空穴氧化水生成了·OH自由基。同步辐射真空紫外光电离质谱和H218O同位素标记实验直接证明了形成的OH自由基是氧化产物CO2中另一个氧原子的来源。原位傅里叶变换红外光谱测试结果表明HCOO*基团是主要的甲醛氧化中间体。密度泛函理论计算进一步揭示了·OH的形成是水参与的甲醛光氧化过程的限速步骤,这意味着降低·OH自由基的形成能垒可以进一步提高水参与的甲醛光氧化性能。该工作不仅实现了室温下甲醛的高效光催化氧化,而且首次清楚地阐明了水参与的光催化甲醛氧化机理,为在常规环境条件下实现高效室内甲醛降解提供了新思路。2.异质结构筑策略调控硫化铟超薄片的电子结构并提升光催化二氧化碳还原性能:光生载流子的分离效率低和转移动力学缓慢造成了光催化二氧化碳（CO2）还原为甲烷（CH4）反应的低效率。设计和构建二维面内异质结构是解决上述难题的一种潜在方法。该工作首次通过离子交换策略成功合成了一种Ag2S-In2S3面内异质结超薄片。与单组分In2S3超薄片相比,光致发光光谱、时间分辨荧光光谱和光电化学表征结果证实Ag2S-In2S3超薄片具有更好的吸光度和优化的载流子动力学。原位傅里叶变换红外光谱和密度泛函理论计算证实,相比于单组分In2S3超薄片,CO2在二维面内异质结上更容易活化,并且CO*中间体与面内异质结构之间的键合强度提高,这有助于随后的CO*质子化为CHO*。因此,Ag2S-In2S3面内异质结超薄片实现了 20 μmolg-1 h-1的CH4产生速率,比In2S3超薄片高约16.7倍。简而言之,该工作展示了通过合理构建二维面内异质结构来提高光催化CO2还原中CH4的选择性。3.元素掺杂策略调控二硫化镍超薄片的电子结构并提升光催化还原二氧化碳为多碳产物的性能:将CO2选择性光催化还原为C2碳氢化合物的主要难点在于C-C偶联步骤,该过程通常受限于相邻中间体之间的偶极-偶极相互排斥作用。在此,该工作首先构建了具有大量Metaln+-Metalδ+位点对（0<δ<n）的金属硫化物超薄片,旨在调控相邻中间体中碳原子上的电荷不对称分布,并由此引发C-C偶联以选择性生成C2碳氢化合物。以制备的NiS2超薄片为例,Co掺杂可以进一步提升Ni2+-Niδ+位点对（0<δ<2）的含量。原位傅里叶变换红外光谱、准原位拉曼光谱和密度泛函理论计算结果证实,Ni2+-Niδ+位点对赋予相邻的CO中间体以不同的电荷密度,从而降低了它们的偶极-偶极排斥力,最终降低了 C-C偶联反应能垒。因此,在模拟工业烟气（10%CO2+90%N2）中,Co掺杂NiS2超薄片的乙烯选择性达到74.3%,活性为70 μg g-1 h-1,优于先前报道的面向乙烯产物的类似光催化剂的性能。
尹静[3]（2021）在《异质结Bi2O3/TiO2纳米微球的制备及其对罗丹明B的光催化性能研究》文中研究指明TiO2因其具有化学性质稳定、毒性低、光催化活性高等特点,成为非均相光催化氧化水相介质中有机污染物的最合适的催化剂之一。然而TiO2对光的可吸收波长在387 nm以下,仅为日光能量的3%～5%,限制了其在可见光范围的应用。因此,开发具有可见光响应的TiO2复合材料及提高其在可见光区域的光响应对TiO2在污水处理中的应用具有重要意义。本论文从异质结构筑和结构设计两个方面进行设计,制备了块状结构和球状结构的Bi2O3/TiO2光催化剂,旨在提高TiO2对可见光的响应范围降低电子和空穴的复合速率、增大反应的活性位点。具体研究内容如下:（1）以乙醇为溶剂,钛酸正丁酯为钛源,硝酸铋为铋源,采用水热法制备Bi2O3/TiO2复合材料,在反应中考察硝酸对材料结构和性能的影响,通过表征发现,添加硝酸得到的Bi2O3/TiO2材料（A系列）呈细沙状,不添加硝酸得到的Bi2O3/TiO2材料（B系列）呈块状结构;Bi2O3的加入会影响TiO2纳米颗粒的形成,对合成的材料进行罗丹明B的紫外光催化降解发现,铋钛摩尔比4%的A-4%、B-4%样品在紫外光下较纯TiO2催化性能提高了45%,说明Bi2O3的加入提高了纯TiO2的紫外光催化性能,但是实验发现活性提高不明显,有待进一步研究。（2）具有优异形貌结构的催化剂能够为催化反应提供更多的催化反应活性位点,加快反应物和生成物在催化剂表面的吸附和脱附速率,有效提高催化剂的活性。因此,在前一步实验研究的基础上,设计具有中空核壳结构的Bi2O3/TiO2复合材料,通过调控催化剂与反应物之间的接触界面,以提升催化反应活性位点和催化反应的速率,充分发挥催化剂的最大催化降解性能。通过简单的一锅水热法成功制备出具有蛋黄-壳结构的Bi2O3/TiO2催化剂。通过多种表征手段对样品的晶体结构、表面结构,形貌等进行表征,结果如下:Bi2O3/TiO2催化剂呈现蛋黄-壳结构,Bi2O3和TiO2是以复合的形式存在,引入Bi2O3可抑制TiO2由锐钛矿相到金红石相的相变和晶粒的生长;通过优化实验条件得到最优反应条件为水热温度为200℃、水热反应时间为24 h、铋钛摩尔比为10%、焙烧温度450℃所制备的10%Bi2O3/TiO2具有最佳的可见光催化降解性能,在300 W氙灯（λ>420 nm）照射2.5 h下对罗丹明B的光催化降解效果可达97.4%,比纯TiO2提高了67%,比P25提高了30%;样品10%Bi2O3/TiO2的光催化反应速率是纯TiO2的12.1倍,是商业P25的3.35倍。10%Bi2O3/TiO2样品重复回收利用6次后,仍具有较高的反应活性,说明催化剂具有较强的循环稳定性。
周慧[4]（2020）在《铋基半导体异质结微纳结构的可控制备及其光催化性能研究》文中指出半导体光催化技术是解决能源短缺和环境污染这两方面问题有效、绿色和最有发展前景的方法,其核心是对半导体光催化剂的研究。在已报道的半导体材料中,铋基半导体光催化剂因其具有结构可控、环境友好、原料充足、光催化活性高和稳定性好等优点,而成为继TiO2之后的一类非常重要的新型光催化材料。特别是Sillen族的铋基半导体光催化材料拥有独特的层状结构,促使光生载流子在层间得到有效的分离和转移,继而获得良好的光催化性能,但其中部分半导体如Bi2O2CO3和BiOCOOH等因具有较宽的禁带宽度,导致对太阳光的利用率低,也使它们的实际应用受到了极大限制。本论文针对Bi2O2CO3和BiOCOOH在光催化过程中存在的问题,设计出简单的产品制备路线,通过形貌控制和异质结构筑等方法对Bi2O2CO3和BiOCOOH进行了改性,有效地增强了材料对可见光的吸收并进一步降低了光生载流子的复合率,大幅度提升了它们的光催化性能;通过SEM、TEM、HRTEM、XRD、XPS和UV-Vis DRS等方法对所制备的铋基半导体光催化剂的结构、组成和光学性质等进行了表征与分析;并深入探究了异质结微纳结构的形成机理和光催化降解污染物的机理。论文主要分为以下五个部分:1.利用DL-天冬氨酸和非离子两亲型三嵌段共聚物F127组成的分子有序组合体为复合软模板,尿素为碱源,在常压回流条件下制备含Bi花状分等级前驱体。系统研究了反应物浓度对材料形貌、相结构和组成的影响,阐明了复合软模板的作用机理。然后以含Bi花状分等级前驱体为自牺牲模板,通过控制煅烧温度在Bi2O2CO3上原位生成β-Bi2O3构筑了 p-n型β-Bi2O3/Bi2O2CO3异质结,考察了煅烧温度对产品形貌和组成的影响。在模拟太阳光（氙灯）照射下,290℃煅烧温度下获得的β-Bi2O3/Bi2O2CO3异质结光催化剂相比于纯Bi2O2CO3、β-Bi2O3以及其它温度获得异质结样品表现出更优异的光催化降解四环素（TC）和罗丹明B（RhB）的性能。这归因于构建的p-n型异质结增强了材料对可见光的吸收,促进了光生载流子的分离和转移,以及花状分等级结构赋予了材料较大的比表面积和介孔结构。此外,考察了材料的可循环再利用性能。根据活性物种捕获的实验结果和半导体的能带结构,提出了基于p-n型异质结构的光催化反应机理。2.虽然p-n型异质结构有诸多优点,但其光生载流子迁移机制导致光催化剂的氧化还原能力较弱。金属Bi纳米粒子具有与贵金属类似的表面等离子共振（SPR）效应,将其与铋基半导体复合构筑异质结能保持材料的氧化还原能力,同时Bi纳米粒子可以由铋基半导体中的Bi离子原位还原生成。因此,设计在甲酰胺的辅助下,通过简单的一步高温（170℃）水热法在Bi2O2CO3上原位还原生成Bi纳米粒子获得Bi/Bi2O2CO3异质结纳米片,避免了多步反应路线。考察了水热反应时间对材料的形貌、相结构和组成的影响。实验结果显示Bi纳米粒子首先在中间产物BiOCOOH上原位生成,随着反应的继续进行,BiOCOOH与CO32-反应生成Bi2O2CO3纳米片且Bi纳米粒子的含量会同时增加,从而构建了不同Bi负载量的Bi/Bi2O2CO3异质结材料。在制备过程中甲酰胺作为碳源和碱源且其水解产生的甲酸又发挥了还原剂的作用。在模拟太阳光照射下,适量的金属Bi负载可极大提高Bi2O2CO3的光催化降解RhB和TC性能,这归因于原位生成的Bi纳米粒子的SPR效应提高了材料对可见光吸收和促进了光生载流子的分离。此外,考察了材料的可循环再利用性能。根据活性物种捕获的实验结果和半导体的能带结构,提出了基于Bi纳米粒子SPR效应增强的光催化反应机理。3.在第二部分研究结果的基础上,通过高温（170℃）水热法将g-C3N4与Bi/Bi2O2CO3复合构建了 Z型Bi/Bi2O2CO3/g-C3N4三元异质结材料。在模拟太阳光照射下,考察了 g-C3N4的负载量对所制备材料光催化降解RhB和TC性能的影响,研究表明,相较于g-C3N4和Bi/Bi2O2CO3,Bi/Bi2O2CO3/g-C3N4三元异质结表现出更好的光催化降解RhB和TC性能,其中,g-C3N4负载量为20 wt.%的Z型异质结材料具有最高的光催化活性,这一方面是因为原位负载的Bi纳米粒子的SPR效应提高了Bi2O2CO3对可见光的吸收和量子产率,另一方面,Bi2O2CO3和g-C3N4之间直接Z型电荷载流子转移机制在极大地提高光生载流子分离和转移效率的同时保持了复合材料最强的氧化还原能力。此外,考察了材料的可循环再利用性能。通过活性物种捕获实验确定了光催化过程中的活性物种,提出了基于直接Z型异质结载流子转移机制和Bi纳米粒子SPR效应协同作用的光催化反应机理。4.由以上研究发现,采用甲酰胺为碳源和碱源可以制备BiOCOOH,而BiOCOOH的导带相较于Bi2O2CO3的更负,导带上电子还原能力更强。同时发现Bi纳米粒子的SPR效应可以增强材料的光催化性能。因此,进一步通过优化反应温度和改变甲酰胺的用量,采用一步低温水热法（120℃）合成了一系列不同形貌的纯BiOCOOH和Bi/BiOCOOH异质结材料。系统考察了甲酰胺用量的增加对所得样品的形貌、结构和组成的影响,发现甲酰胺在BiOCOOH和Bi/BiOCOOH异质结材料的制备中起着多重作用。在模拟太阳光照射下,以RhB和K2Cr2O7为降解模型污染物研究了材料的形貌和组成对光催化性能的影响,结果表明,与其它形貌的BiOCOOH样品相比,BiOCOOH花状分等级材料显示出更高的光催化降解RhB和K2Cr2O7性能,这是由于其具有较大的比表面积和更强的吸附能力。同时,适量的金属Bi纳米粒子负载也可提高BiOCOOH的光催化性能,这归因于原位负载的Bi纳米粒子扩展了 BiOCOOH对光的吸收范围,促进了光生载流子的分离和转移。根据活性物种捕获的实验结果和半导体的能带结构,提出了基于间接染料光敏化和Bi纳米粒子SPR效应协同作用的光催化反应机理。5.BiOCOOH的宽带隙限制了其对可见光的吸收,而离子掺杂能优化能带结构,促进对可见光的吸收。以第四部分制备的花状分等级BiOCOOH为前驱体,在室温下采用简单的离子交换法制备得到I-掺杂的BiOCOOH“类异质结”材料。并利用UV-Vis DRS和Mott-Schottky测试研究了I-掺杂对材料的光吸收性能以及能带结构的影响。分别在模拟太阳光和可见光照射下,以RhB为模型污染物考察了I-离子掺杂量对材料的光催化性能影响。研究发现,适量I-掺杂后得到的BiOCOOH“类异质结”材料相比于BiOCOOH、BiOI和P25表现出更高的可见光催化降解RhB活性。I-的引入使BiOCOOH对光的吸收从紫外光区扩展到可见光区,形成了“异质能级”,优化了材料的能带结构,同时适量的I-可作为空穴陷阱,促进了光生载流子的有效分离,实现了高效可见光催化剂的制备。此外,考察了材料的可循环再利用性能并探究了光催化降解RhB的路径。通过活性物种捕获实验确定了光催化过程中的活性物种,提出了基于“异质能级”优化的光催化反应机理。
杨进[5]（2020）在《TiO2纳米管阵列制备及光催化性能研究》文中研究说明阳极氧化法制备的TiO2纳米材料,因其具有稳定的化学性质、优异的光电化学性能、较高的光催化活性和较大的比表面积,使其在光催化降解、染料敏化太阳能电池和气敏传感器等领域有着广泛的应用。本文采用阳极氧化法,以钛片作为钛源,水作为氧源,乙二醇作为电解液溶剂,氟化铵作溶蚀剂,在钛片上制备TiO2纳米管阵列。探究了反应时间、反应电压、反应温度、氟化铵浓度和退火温度对TiO2纳米管阵列晶型结构、表面形貌、光催化性能和亲水性能的影响;并对TiO2纳米管阵列进行掺杂改性,探究钆离子掺杂量对样品光催化性能和亲水性能的影响。本文研究结果如下:在钛片上成功制备出TiO2纳米管阵列,生成的纳米管尺寸均一、排列整齐的分布于钛片表层上。研究了不同反应参数对TiO2纳米管阵列晶相和形貌的影响。随着反应时间的增加,锐钛矿相TiO2的晶相含量增多,当反应时间为10h时,纳米管的管长和管径分别约为50.5 μm和100nm,此时纳米管的氧化生成速率和化学溶解速率基本达到动态平衡;当反应时间超过10h,纳米管的晶相含量和表面形貌变化较小。随着反应电压的增大,锐钛矿相TiO2纳米管的衍射峰强度和管长先增大后趋于平稳,反应电压的升高使得电场强度得到提高,氟离子对阻挡层溶解速率加快,此时更有利于纳米管的生长;当反应电压超过60V时,电解液中H+浓度较高,H+浓度过高抑制了纳米管生成反应的进行,继续增大反应电压使得纳米管的生长受阻。随着反应温度的升高,阳极氧化反应获得的驱动力增加,原子获得的能量增多,纳米管生长速率加快;当反应温度为25℃时,纳米管的溶解速率加快,使得锐钛矿相TiO2的晶相含量和形貌变化不再明显。随着NH4F浓度的增大,锐钛矿相TiO2纳米管的晶相含量先增多后减少,NH4F浓度较低时,反应速率慢,随着NH4F浓度的增大,纳米管的生长速率大幅加快;当NH4F浓度超过0.1mol/L时,生成的纳米管被迅速溶解,并且纳米管表面被严重腐蚀。随着退火温度的升高,锐钛矿相TiO2的结晶度增大,当退火温度超过500℃时,锐钛矿相TiO2向金红石相TiO2发生相转变,此时两种相态的TiO2共存,TiO2晶粒长大,纳米管的管状结构受到破坏。对制备的TiO2纳米管阵列进行光催化性能和亲水性能实验。光催化实验以甲基橙作为模拟污染物,检测被降解物甲基橙的吸光度变化,结果显示:锐钛矿相TiO2纳米管阵列对甲基橙的光催化降解率最高可达90.8%;在紫外光照射下,通过检测样品与水滴的光学接触角来探究TiO2纳米管阵列的亲水性能,结果显示:样品与水滴的光学接触角最小仅为5.8°。通过溶液浸渍法将稀土离子钆掺杂进入TiO2纳米管阵列,探究稀土离子钆的掺杂量对TiO2纳米管阵列相关性能的影响。实验结果表明,钆离子的掺杂对TiO2纳米管阵列的晶型和表面形貌无显着性影响,但会对样品的光催化性能和亲水性能产生影响;当钆离子浓度较低时,钆离子取代Ti4+数目较少,样品表面产生的-OH较少,且提供捕获光生电子缺陷数量有限;随着钆离子浓度的增大,样品表面产生-OH数目增多,TiO2中生成的缺陷位置能有效阻止光生电子-空穴的复合;当钆离子浓度超过0.01mol/L时,过量的钆离子反而成为光生电子-空穴的复合中心,掺杂量过大也会使得掺杂离子在TiO2中形成新相,相当于引入杂质。对制备的钆离子掺杂的TiO2纳米管阵列进行光催化降解测试和亲水性能测试,结果表明:当钆离子浓度为0.01mol/L,TiO2纳米管阵列对甲基橙的光催化降解率最高可达95.8%,样品与水滴的光学接触角仅为4.9°。
余芬[6]（2020）在《以ZnO为代表的纳米材料的合成及其在抗菌与降解中的应用》文中指出作为纳米科学和纳米技术的基础,纳米材料已成为当今最热门的研究主题之一。纳米材料因其独特的体积效应、表面效应和量子尺寸效应,在声、光、电、磁等方面呈现优异的性能。近年来,被广泛应用于生物检测、药物递送、植入材料、医学成像和环境治理等领域中。本文合成了一系列以ZnO为代表的功能型纳米材料,并重点研究了它们的理化性质以及它们在抗菌及降解中的应用。本文包括两大部分,具体研究内容如下:一、ZnO在抗菌和牙齿美白中的应用1.1利用原子层沉积（atomic layer deposition,简写为ALD）法制备了两种不同的最外层原子层（锌原子和氧原子）的ZnO纳米薄膜,并利用3D打印评价系统定量评价了不同类型最外层原子对ZnO薄膜抗菌活性的影响。结果表明,不同的最外层原子层的ZnO对不同菌种的抑制作用也不同。以锌原子为最外层的ZnO纳米薄膜（简写为ZnO-Zn）对革兰氏阴性的大肠杆菌（Escherichia coli,简写为E.coli）有较好的抗菌效果。相反,以氧原子为最外层的ZnO纳米薄膜（简写为ZnO-O）对革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus,简写为S.aureus）具有较强的抗菌活性。此外,我们还从Zn2+逸出、氧空位浓度、光催化活性和细菌的基因表达等方面对这两种ZnO纳米薄膜的抗菌机理进行了系统探讨。1.2设计并开发了一种基于ZnO-BC的集固有的抗菌性能、光热杀菌性能和抗毒素作用于一身的三重功能杀菌系统。该系统可通过化学联合光热的疗法,协同杀灭细菌,对细菌感染进行有效治疗。此外,由于该系统具有较高的比表面积,可通过负载具有抗炎和抗毒素作用的地塞米松（dexamethasone,简写为DXMS）,减轻毒素对机体的伤害,抑制炎症反应。体外和体内的实验均表明,该系统可有效清除败血症中常见的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。此外,结合其近红外响应特性,可实现在指定部位释放药物,加速细菌的清除和机体的快速恢复。1.3利用用微波诱导法制备了一系列高比表面积、低能带隙的ZnO。这些ZnO可以在较低强度的长波长的暖光下激发活性。本文以牙齿美白为例,首次将ZnO的光催化性能应用于生物医学领域。同时,利用具有高生物安全性的黄光作为ZnO的激发光源。结果表明,这种方法不仅可以有效的吸附牙齿表面的色素,还可以在黄光下有效分解牙齿表面及深层附着的色素。这一发现将ZnO在光催化领域的应用拓展到了环境和能源领域之外,并在生物医学领域开辟了许多新的机遇。二、3D打印结合纳米原位输送技术的开发与应用2.1利用3D打印技术,设计并优化了基于拇指大小的绿色燃料驱动微型马达（thumb sized motor,简写为TSM）,以探索其在水污染中的原位修复作用。为了保证水体修复效果,我们在TSM中加入了四个功能单元:用于驱动的绿色燃料、用于引导方向的磁性纳米四氧化三铁（Fe3O4）、用于高效吸附污染物的超轻气凝胶和特殊驯化的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis,简写为B.subtilis）。当TSM到达污染区域时,会自动释放枯草芽孢杆菌来降解污染物,并通过气凝胶选择性吸附污染物,达到原位修复水体的目的。2.2合成了肠溶性胶囊包裹的磁性纳米颗粒（enteric-coated magnetic nanoparticles,简写为EMNPs）,并提出了一种新的生物医学工程概念来实现营养物质吸收的实时调节。磁性纳米颗粒（magnetic nanoparticles,简写为MNPs）通过肠溶性胶囊的包裹,可避免胃酸的腐蚀,从而能够顺利到达小肠部位。到达小肠后,胶囊逐渐溶解,在小肠表面形成一层保护膜,同时释放MNPs。在外加磁场的作用下,MNPs的震动会促进小肠的蠕动,可减少碳水化合物的吸收,达到减肥的目的。此外,EMNPs可减少酒精吸收,并通过促进肠道蠕动的方式加速酒精代谢,起到解酒的作用。
包云龙[7]（2020）在《TiO2-石墨相C3N4复合材料的光催化性能研究》文中研究说明随着社会的发展,环境污染和能源短缺等问题越来越严重,半导体光催化技术已经成为解决环境污染问题和缓解能源危机的重要手段。二氧化钛（TiO2）半导体催化剂具有无毒、光催化活性高和化学稳定性好等优点,引起了科研工作者浓厚的研究兴趣。然而,TiO2材料也存在禁带宽度较宽、光生电子与空穴复合率较高、太阳光利用率较低等缺点。为了有效解决上述问题,本论文通过改变TiO2单体形貌以提升光催化效率的目的入手,制备了反蛋白石（Inverse Opal,IO）TiO2,同时探究了与g-C3N4的复合改性,以进一步提升光催化效率。本文首先通过无皂乳液法和改进的Stober方法成功制备了聚苯乙烯（PS）和二氧化硅（SiO2）微球:随后利用垂直沉降法成功制备了致密的蛋白石结构PS和SiO2光子晶体模板;并通过溶胶-凝胶法成功制备了反蛋白石TiO2。对微球、光子晶体模板、反蛋白石TiO2利用XRD、SEM、TEM、EDS、UV-vis等表征手段对材料特性进行了表征和光催化性能测试。结果表明,制备出的反蛋白石TiO2呈锐钛矿型,利用粒径约为320nm的微球制备的反蛋白石TiO2在模拟太阳光光照3h后对亚甲基蓝的降解率最高,达到了 92.3%。为进一步提升光催化效率,本文将g-C3N4与反蛋白石TiO2进行了复合,以此来提升光催化效率。首次利用浸渍法成功制备了不同g-C3N4负载量的IO-TiO2-g-C3N4复合光催化剂。经过光催化实验后发现,浸泡质量分数10%的尿素6h,并在氮气保护下550℃煅烧1h后制备的IO-TiO2-g-C3N4/6h复合光催化剂表现出了最高的光催化性能,光照3h后对亚甲基蓝的降解率达到了 98.7%。
任建[8]（2020）在《二氧化钛/石墨烯复合材料的制备及性能研究》文中研究表明TiO2作为光催化剂,其有较高的化学稳定性、低成本、低能耗、安全无毒等特点,被广泛应用于有机污染物的降解、净化环境以及自清洁等领域。然而,由于TiO2具有3.2eV的高能带宽度（Eg）,光生电子-空穴对（e–-h+）利用率低等缺点,限制了TiO2作为光催化剂在工业中的应用。为了使TiO2能够在实际的工业应用中更加充分地发挥自身的优势,提高TiO2光催化的活性,主要从减小TiO2的Eg,增加e–-h+的利用率,改善其光催化性能等方面进行研究。首先,以自制氧化石墨烯（GO）为模板,利用溶胶凝胶法原位生长TiO2,经热处理,制得还原氧化石墨烯/二氧化钛（RGO/TiO2）。对材料进行表征,以亚甲基蓝（MB）溶液模拟印染废水进行光催化实验,探讨了RGO含量对光催化反应的影响。结果表明,RGO/TiO2中TiO2仍表现为锐钛矿型,形貌主要为细小的颗粒,均匀致密负载在RGO片层上。RGO/TiO2吸收边带出现了红移现象,Eg降低至约3.0eV。在光催化实验中,3%RGO/TiO2光催化效果最佳,紫外光下对MB溶液几乎完全降解,可见光下平衡降解率提高到TiO2的2.20倍,说明RGO复合有效提高了TiO2的光催化活性。其次,采用稀土Pr、Gd对TiO2掺杂改性,制得Pr/TiO2和Gd/TiO2光催化剂,对产品进行表征,利用MB溶液模拟印染废水进行光催化实验,探讨了稀土掺杂量对光催化反应的影响。结果表明,掺杂Pr、Gd不影响TiO2的晶型,也没有改变TiO2微观形貌。Pr/TiO2和Gd/TiO2的吸收边带出现红移现象,Eg均降低至约3.0eV。在光催化实验中,Pr和Gd掺杂量分别在1.0%和1.5%时降解效果最佳,紫外光下平衡降解率分别提高到TiO2的1.45倍和1.64倍,可见光下平衡降解率分别提高到TiO2的1.67倍和1.73倍,说明稀土Pr、Gd掺杂TiO2能够有效提高其光催化活性。最后,基于前两部分的实验,将稀土掺杂TiO2与RGO复合,制得RGO-Pr/TiO2和RGO-Gd/TiO2复合材料。对样品进行表征,以MB溶液模拟印染废水进行光催化实验,探讨了稀土掺杂量对光催化反应的影响。结果表明,复合材料的形貌表现为稀土掺杂TiO2粒子均匀负载在堆叠的RGO片层上,并且TiO2仍为锐钛矿型。复合材料吸收边带出现更加明显的红移现象,Eg均大幅降低至约2.8eV。在光催化实验中,RGO-1.0%Pr/TiO2和RGO-1.5%Gd/TiO2效果最佳,平衡降解率在紫外光下均约提高到TiO2的1.76倍,可见光下分别提高到TiO2的2.46倍和2.48倍。稀土离子与RGO形成了协同作用,在更大程度上降低了TiO2的Eg,从而更加显着地提高了材料的光催化性能。
孔磊[9]（2020）在《无外加燃料的微纳马达和纤毛阵列设计、运动与性能研究》文中研究指明微纳米马达或机器是一类能够将环境中其他形式的能量转变为自主运动的微纳米器件。按照驱动机理,它可以分为化学驱动和外场驱动型两类,在环境治理、货物/药物运输、细胞分离、生物传感和微纳米加工等方面展现出许多诱人的应用前景。目前许多微纳米马达的运动都需要依赖有毒的燃料或表面活性剂,这样不仅会给环境带来二次污染,而且也会使其运动随着燃料消耗变得不稳定,影响运动寿命,严重阻碍它们的实际应用。发展无外加燃料的微纳米马达可以直接从运动环境中持续获取燃料或者不需要燃料。这样,微纳米马达能长时间维持稳定运动,极大地提高与环境和生物体的相容性,加速它们在环境和生物医学领域的应用。本论文利用光催化分解水反应、活泼金属与水反应以及无需燃料的外场驱动机理,分别发展了无外加燃料的TiO2/Pt双面神微米马达、磁性光子纳米链纤毛阵列和Mg/Pt双面神微米马达,研究了它们在水溶液中的光控和磁控运动,以及在生物体液中运动的细胞毒性,同时演示了它们在污染物降解、流体货物运输和传感检测领域的应用性能。我们发展了以纯水为燃料的TiO2/Pt双面神微米马达的光控运动。在紫外光激发下,TiO2/Pt双面神微米马达两侧发生非对称氧化还原反应,产生的质子浓度梯度形成局部电场,带电马达粒子则通过自电泳机理产生自主运动。由于电子空穴的分离会导致TiO2/Pt粒子两侧分别带上异种电荷,运动靠近的马达之间会产生静电吸引作用。发展微纳米马达的脉冲光操控技术,实现了微纳米马达的聚集和分散行为的有效调控。TiO2/Pt微米马达在光化学驱动过程中,周围离子产物分布依赖于照射光强;调控光强可实现TiO2/Pt微米马达在光照停止后能够自发地沿着原始路径返回到起点位置,表现出智能趋化运动行为。发现光控TiO2/Pt微米马达的运动行为有助于增强溶液传质和主动吸附污染物分子,进而能提高罗丹明B和二硝基甲苯的光催化降解效率。为了克服微米马达运动范围有限的弊端,我们提出了“航空母舰”的概念,用毫米管状马达运载释放TiO2/Pt微米马达实现了溶液中三硝基苯酚的大范围降解。该毫米管状马达自身携带乙醇分子,在尾部释放时能表现出马朗格尼效应而驱动管状马达运动,并将TiO2/Pt微米马达均匀地分散在溶液中实现污染物在大范围内的光降解。马达尾端释放的乙醇分子在墙壁附近扩散受阻后形成非对称分布,引发的渗透压泳作用于马达并使其一直保持倾斜的姿态沿着墙壁定向运动。这种根据地形变化自主导航的运动行为将有助于研制出智能机器人。磁场驱动的人工纤毛阵列是一种外场驱动型微纳米机器。它能够通过原位的旋转带动流体的定向运输和搅拌,具有运动精确可控、无需外加燃料和环境相容性好等优势。我们发展了一种一步成型打印方法,在氨基修饰的基板上制备了能够响应环境p H变化并自适应调节运动速度的磁性光子纳米链纤毛阵列。局部环境溶液的p H改变会导致纤毛水凝胶外壳发生体积形变,粒子间距以及整体链长发生实时变化。因此,纤毛阵列能够通过显示不同的衍射颜色对周围流体p H进行原位视觉化检测,还可以自适应地调节对流体货物的运输速度。这将在智能仿生微器件和微流体系统中发挥巨大作用。相对于以上在低粘度水溶液中驱动的光控马达和磁驱纤毛阵列,镁基微米马达能在高粘度体液中自主运动,展示出了在生物体内应用的优良前景。我们研究了不同浓度Mg/Pt微米马达对各类人体细胞系的细胞毒性,发现Mg/Pt微米马达在一定浓度下表现出较低的细胞毒性。发现利用Mg/Pt微米马达在人体血清中的快速运动,能增强溶液传质、加快反应物在电极上的反应速率,从而提高血糖的电化学检测能力。在金属Mg微米球表面包覆介孔二氧化硅能降低镁-水反应速率,确保生成的大部分氢分子能够溶解在体液中,抑制氢气气泡产生,降低镁基马达在运动过程中由于形成气泡对生物体的潜在危害。同时还展示了该核壳粒子能用作氢分子缓释药物消除持续产生的羟基自由基保护细胞不受到氧化损伤,为非气泡驱动生物相容镁基马达的研制奠定了基础。
任鑫[10]（2011）在《一维TiO2与ZnO纳米阵列的设计、制备及性能研究》文中进行了进一步梳理纳米有序阵列,尤其是在透明导电基底上制备的无支撑自立纳米棒与纳米管有序阵列可在多种器件上进行应用。当将纳米阵列用于光伏器件时,这些结构可以增加电荷生成层与电荷传递层之间的界面面积,提高提取电荷的效率。本论文选取TiO2与ZnO两种目前研究最广泛的宽禁带金属氧化物半导体材料,通过不同技术手段制备了TiO2与ZnO的纳米棒与纳米管阵列,研究探讨了这些纳米阵列在纳米器件领域,尤其是在有机-无机杂化太阳能电池器件领域的应用。在ITO玻璃表面磁控溅射Al层,然后阳极氧化可制得多孔阳极氧化铝（AAO）膜/ITO玻璃复合模板。为了避免阳极氧化过程中AAO膜的破裂和脱落,在溅射高纯Al前,添加了Ti和W层分别作为连接层和缓冲层。磁控溅射后,通过热处理消除了溅射层的内应力,改善了各溅射层之间的结合力。在阳极氧化过程中,当发展较快的孔洞到达Al层底部时,会氧化底部的W缓冲层,对孔洞的快速发展起到缓冲作用,从而延缓了AAO膜底部的破裂和脱层,使大面积纳米孔洞阵列得以生成。采用溶胶-凝胶电泳法在AAO/ITO复合模板内填充TiO2纳米棒与纳米管有序阵列,电泳法制备的TiO2纳米结构随TiO2溶胶陈化时间的延长,由纳米棒逐渐转变为纳米管结构。研究发现,在AAO模板孔洞底部的环状W电极是形成不同结构的前提,而溶胶溶液中带电粒子的扩散速度和纳米阵列的沉积速度的竞争则是形成不同结构的原因。将制备的TiO2纳米阵列与p型聚合物聚3-己基噻酚（P3HT）结合,制成TiO2纳米阵列/P3HT无机-有机杂化太阳能电池。纳米棒和纳米管太阳能电池的光电转换效率分别是0.38%和0.48%。相比文献中类似方法制备的TiO2纳米晶结构杂化太阳能电池0.22%的转换效率,本文中制备的TiO2纳米棒与纳米管阵列太阳能电池效率提高了约73%到118%的效率,显示了纳米有序阵列结构的巨大优势。通过磁控溅射、热处理二步法在独立AAO模板上制备出TiO2纳米阵列。AAO模板参数对TiO2的纳米结构具有决定作用,200 nm的孔径导致纳米管结构的生成,80 nm孔径的双面开孔模板导致纳米棒结构的生成,而80 nm的单孔模板导致闭口纳米管的生成。XRD分析显示TiO2纳米管阵列为多晶锐钛矿结构,光致发光（PL）谱分析发现制备的纳米管与纳米棒阵列都为间接带隙半导体,纳米棒中的氧空位缺陷多于纳米管结构。将TiO2纳米管阵列层从AAO模板脱离,转移到ITO玻璃上,旋涂一层P3HT,组成TiO2纳米管/P3HT杂化太阳能电池。研究发现,具有TiO2结合层结构的TiO2纳米管/P3HT杂化太阳能电池性能比无结合层的电池显着提高,光电转换效率提高了8倍,达到0.34%。而采用n型富勒烯衍生物PCBM与P3HT充分混合后,由于电子-空穴对的有效分离,短路电流密度提高了近5倍,达到9.98 mA cm-2;光电转换效率提高了近6倍,达到2.07%。利用电沉积、热处理二步法在AAO模板中制备出了ZnO纳米管阵列和Cu@ZnO纳米同轴电缆阵列。在光致发光测试中,Cu@ZnO纳米同轴电缆被激发出绿光发射带,说明在Cu@ZnO纳米同轴电缆界面处的ZnO被Cu掺杂。还将独立AAO模板上的ZnO纳米阵列合成技术转移到AAO/ITO复合模板,在ITO玻璃上制备出ZnO纳米棒与纳米管有序阵列,ZnO有序阵列的载流子密度约为2.67×1020 cm-3,在透明导电氧化物领域具有很好的应用前景。通过一步电沉积法在ITO导电玻璃上制得ZnO纳米棒阵列。在温度为55℃时,得到的是致密的ZnO膜,而在85℃时,得到的是ZnO纳米棒阵列,说明ZnO膜的形貌取决于沉积温度。用85℃电沉积得到的ZnO纳米棒阵列组装的ITO/ZnO/P3HT:PCBM/Ag太阳能电池具有与ZnO纳米棒阵列共型形貌。对于未退火ZnO纳米棒阵列制备的太阳能电池,暴露在ZnO底部的主导缺陷区与共混聚合物直接接触,导致了严重的电流泄露。而通过退火消除ZnO底部暴露在外的缺陷,以及通过沉积更致密的ZnO纳米棒来阻止共混聚合物与主导缺陷区的接触都可以有效避免电流的泄露,从而进一步提高电池的开路电压。由于P3HT与PCBM的混合极其密切,它们的接触面积非常大,P3HT:PCBM混合物生成的光电流在总电流中占主导地位。通过ALD法在ZnO纳米棒表面覆盖一层TiO2有效减少了电子和空穴的复合几率,进而提高了光电转换效率,电池的转换效率达到2.10%,高于无壳层的ZnO纳米棒阵列组装的太阳能电池。
二、模板引导纳米TiO_2的研制和应用（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、模板引导纳米TiO_2的研制和应用（论文提纲范文）
（1）介孔SiO2基Janus纳米复合材料的制备及微波控释给药的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 纳米材料在生物医疗领域的研究 |
| 1.3 Janus型纳米材料的研究进展 |
| 1.3.1 Janus纳米材料的结构及性质 |
| 1.3.2 Janus纳米材料的制备方法 |
| 1.3.3 Janus纳米粒子的分类 |
| 1.3.4 Janus纳米粒子的应用研究 |
| 1.4 药物控制释放方式的研究 |
| 1.5 微波吸收材料的研究 |
| 1.5.1 纳米吸波材料 |
| 1.5.2 微波在医学治疗中的研究 |
| 1.6 研究思路与研究内容 |
| 第二章 Janus Fe_3O_4&mSiO_2纳米粒子的制备和微波控制释放药物研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂 |
| 2.2.2 Janus Fe_3O_4&mSiO_2纳米载体的制备 |
| 2.2.3 Janus Fe_3O_4&mSiO_2纳米载体的载药和释药过程 |
| 2.2.4 细胞毒性测试 |
| 2.2.5 样品的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Janus Fe_3O_4&mSiO_2纳米载体的相组成和形貌表征 |
| 2.3.2 表面活性剂添加量对纳米载体形貌的影响 |
| 2.3.3 正硅酸乙酯添加量对纳米载体形貌的影响 |
| 2.3.4 搅拌速度对纳米载体形貌的影响 |
| 2.3.5 Janus Fe_3O_4&mSiO_2纳米载体的表面性质 |
| 2.3.6 Janus Fe_3O_4&mSiO_2纳米载体的药物负载过程的微量热测试 |
| 2.3.7 纳米载体的微波热转化性质 |
| 2.3.8 Janus Fe_3O_4&mSiO_2纳米载体的药物负载和释放 |
| 2.3.9 细胞毒性研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Janus TiO_(2-x)&mSiO_2纳米载体的制备及其微波刺激控制药物释放性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂 |
| 3.2.2 Janus TiO_(2-x)&mSiO_2纳米载体的制备 |
| 3.2.3 Janus TiO_(2-x)&mSiO_2纳米载体的载药和释药过程 |
| 3.2.4 细胞毒性测试 |
| 3.2.5 样品的表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 纳米粒子的相组成和形貌 |
| 3.3.2 正硅酸乙酯添加量对纳米载体形貌的影响 |
| 3.3.3 表面活性剂添加量对纳米载体形貌的影响 |
| 3.3.4 Janus TiO_(2-x)&mSiO_2纳米载体的带隙表征 |
| 3.3.5 Janus TiO_(2-x)&mSiO_2纳米载体的表面结构特性 |
| 3.3.6 Janus TiO_2&mSiO_2纳米颗粒的形成机理 |
| 3.3.7 纳米载体的微波热转换性能 |
| 3.3.8 Janus TiO_(2-x)&mSiO_2纳米载体的药物负载和释放特性 |
| 3.3.9 细胞毒性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 具有“多足”结构Janus TiO_(2-x)&mSiO_2-Fe_3O_4-DOX-ZnO纳米颗粒的制备及微波控释药物研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂 |
| 4.2.2 “多足”TiO_(2-x)&mSiO_2-Fe_3O_4-DOX-ZnO样品的制备 |
| 4.2.3 纳米载体的载药和释药过程 |
| 4.2.4 细胞毒性测试 |
| 4.2.5 表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 样品的组成和形貌表征 |
| 4.3.2 TiO_2粒径不同对材料形貌的影响 |
| 4.3.3 表面活性剂添加量对材料形貌的影响 |
| 4.3.4 “三足”TiO_(2-x)&mSiO_2-Fe_3O_4-DOX-ZnO纳米颗粒的表面性质 |
| 4.3.5 材料的磁性研究 |
| 4.3.6 “三足”TiO_(2-x)&mSiO_2-Fe_3O_4-DOX-ZnO纳米材料的微波热转化性质 |
| 4.3.7 “三足”TiO_(2-x)&mSiO_2-Fe_3O_4纳米载体的药物负载和释放 |
| 4.3.8 细胞毒性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 “双足”Janus Fe_3O_4@nSiO_2@TiO_(2-x)&mSiO_2纳米颗粒的制备及微波控释药物研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 试剂 |
| 5.2.2 “双足”Janus Fe_3O_4@nSiO_2@TiO_(2-x)&mSiO_2纳米载体的制备 |
| 5.2.3 纳米载体的载药和释药过程 |
| 5.2.4 细胞毒性测试 |
| 5.2.5 样品的表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 材料的形貌和组成 |
| 5.3.2 分散方式对材料形貌的影响 |
| 5.3.3 表面活性剂添加量对材料形貌的影响 |
| 5.3.4 “双足”Janus Fe_3O_4@nSiO_2@TiO_(2-x)&mSiO_2纳米载体的表面性质 |
| 5.3.5 材料的磁性表征 |
| 5.3.6 “双足”Janus Fe_3O_4@nSiO_2@TiO_(2-x)&mSiO_2纳米载体的微波热转性能 |
| 5.3.7 “双足”Janus Fe_3O_4@nSiO_2@TiO_(2-x)&mSiO_2纳米载体的BET吸附及药物负载特性 |
| 5.3.8 “双足”Janus Fe_3O_4@nSiO_2@TiO_(2-x)&mSiO_2-DOX纳米材料的药物释放特性 |
| 5.3.9 细胞毒性研究 |
| 5.3.10 “双足”Janus Fe_3O_4@nSiO_2@TiO_(2-x)&mSiO_2纳米载体的释药物机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）二维非层状金属氧族化合物的电子结构调控及其光催化应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二维非层状材料的研究进展 |
| 1.2.1 二维非层状材料的结构特征与分类 |
| 1.2.2 二维非层状材料的合成方法 |
| 1.3 二维非层状材料的电子结构调控 |
| 1.3.1 元素掺杂 |
| 1.3.2 空位缺陷工程 |
| 1.3.3 厚度控制 |
| 1.3.4 异质结构筑 |
| 1.4 二维非层状材料的光催化应用进展 |
| 1.4.1 光催化甲醛氧化 |
| 1.4.2 光催化二氧化碳还原 |
| 1.4.3 光催化甲烷氧化 |
| 1.5 本论文的选题背景和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 缺陷态钨酸铋超薄片的制备及其光催化甲醛氧化性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 样品表征 |
| 2.2.3 光催化甲醛氧化性能测试 |
| 2.2.4 同位素标记实验 |
| 2.2.5 原位电子顺磁共振谱测试 |
| 2.2.6 反应体系中H_2O_2的检测 |
| 2.2.7 原位傅里叶变换红外光谱测试 |
| 2.2.8 密度泛函理论计算 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Bi_2WO_6超薄片和缺陷态Bi_2WO_6超薄片的结构表征 |
| 2.3.2 Bi_2WO_6超薄片和缺陷态Bi_2WO_6超薄片的光催化HCHO氧化性能研究 |
| 2.3.3 Bi_2WO_6超薄片和缺陷态Bi_2WO_6超薄片的光催化HCHO氧化机理研究 |
| 2.3.4 Bi_2WO_6超薄片和缺陷态Bi_2WO_6超薄片的光催化HCHO氧化的第一性原理计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 具有面内异质结构的硫化铟超薄片的制备及其光催化二氧化碳还原性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 样品表征 |
| 3.2.3 光催化CO_2还原性能测试 |
| 3.2.4 原位傅里叶变换红外光谱测试 |
| 3.2.5 密度泛函理论计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 In_2S_3超薄片和Ag_2S-In_2S_3超薄片的合成和微结构表征 |
| 3.3.2 In_2S_3超薄片和Ag2S-In_2S_3超薄片的电子结构研究 |
| 3.3.3 In_2S_3超薄片和Ag_2S-In_2S_3超薄片的光生载流子动力学研究 |
| 3.3.4 In_2S_3超薄片和Ag_2S-In_2S_3超薄片的光催化CO_2还原性能研究 |
| 3.3.5 In_2S_3超薄片和Ag_2S-In_2S_3超薄片的光催化CO_2还原机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 具有不对称位点对的二硫化镍超薄片的制备及其光还原二氧化碳性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 样品表征 |
| 4.2.3 光催化CO_2还原性能测试 |
| 4.2.4 准原位拉曼光谱测试 |
| 4.2.5 原位傅里叶变换红外光谱测试 |
| 4.2.6 密度泛函理论计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 NiS_2超薄片和Co掺杂NiS_2超薄片的合成和微结构表征 |
| 4.3.2 NiS_2超薄片和Co掺杂NiS_2超薄片的电子结构研究 |
| 4.3.3 NiS_2超薄片和Co掺杂NiS_2超薄片的光催化CO_2还原性能研究 |
| 4.3.4 NiS_2超薄片和Co掺杂NiS_2超薄片的光催化CO_2还原机理研究 |
| 4.3.5 NiS_2超薄片和Co掺杂NiS_2超薄片的光催化CO_2还原第一性原理计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）异质结Bi2O3/TiO2纳米微球的制备及其对罗丹明B的光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 染料废水污染现状及处理 |
| 1.2.1 有机染料的污染和危害 |
| 1.2.2 常见的有机染料的结构与性质 |
| 1.2.3 染料废水的处理方法 |
| 1.3 光催化 |
| 1.3.1 TiO_2光催化机理 |
| 1.3.2 TiO_2的合成方法 |
| 1.3.3 TiO_2的掺杂改性 |
| 1.3.4 异质结构型 |
| 1.4 TiO_2催化剂形貌 |
| 1.4.1 纳米线/纳米管 |
| 1.4.2 纳米棒 |
| 1.4.3 纳米球 |
| 1.4.4 其他形貌 |
| 1.5 TiO_2处理印染废水现状 |
| 1.6 本研究的创新之处 |
| 1.7 本文构思及研究内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 主要仪器与试剂 |
| 2.1.1 主要仪器 |
| 2.1.2 主要试剂 |
| 2.2 催化剂的制备及优化 |
| 2.2.1 A、B系列Bi_2O_3/TiO_2复合材料的制备及优化 |
| 2.2.2 Bi_2O_3/TiO_2蛋黄-壳结构材料的制备及优化 |
| 2.3 光催化实验 |
| 2.3.1 不同染料模拟废水的配制 |
| 2.3.2 绘制标准曲线 |
| 2.3.3 紫外光催化性能研究 |
| 2.3.4 可见光光催化实验 |
| 2.4 催化剂表征 |
| 2.4.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.2 200 kV场发射透射电子显微系统(TEM) |
| 2.4.3 X射线衍射(XRD) |
| 2.4.4 比表面积分析(BET) |
| 2.4.5 傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR) |
| 2.4.6 X射线电子能谱仪(XPS) |
| 2.4.7 紫外可见-近红外分光光度计(UV-vis DRS) |
| 2.4.8 光化学反应器 |
| 3 Bi_2O_3/TiO_2复合纳米材料的制备及其对染料的降解性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 A、B系列Bi_2O_3/TiO_2光催化剂结构形貌分析 |
| 3.2.2 A、B系列Bi_2O_3/TiO_2光催化剂XRD图谱分析 |
| 3.2.3 A、B系列Bi_2O_3/TiO_2光催化剂FT-IR图谱分析 |
| 3.2.4 光催化活性 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 Bi_2O_3/TiO_2蛋黄-壳结构的合成及其对罗丹明B的可见光降解研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 光催化剂结构SEM分析 |
| 4.2.2 Bi_2O_3/TiO_2光催化剂结构TEM分析 |
| 4.2.3 光催化剂结构XRD分析 |
| 4.2.4 10%Bi_2O_3/TiO_2光催化剂的XPS分析 |
| 4.2.5 10%Bi_2O_3/TiO_2光催化剂的UV–vis DRS分析 |
| 4.2.6 10%Bi_2O_3/TiO_2光催化剂的BET分析 |
| 4.2.7 Bi_2O_3/TiO_2蛋黄-壳结构形成机理 |
| 4.2.8 对罗丹明B的光催化降解 |
| 4.2.9 光催化机理 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 存在的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（4）铋基半导体异质结微纳结构的可控制备及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 半导体光催化概述 |
| 1.2.1 半导体光催化基本原理 |
| 1.2.2 影响半导体光催化性能的主要因素 |
| 1.2.2.1 半导体光催化剂的能带结构 |
| 1.2.2.2 半导体光催化剂的晶体结构 |
| 1.2.2.3 半导体光催化剂的尺寸和形貌 |
| 1.2.2.4 半导体光催化剂的比表面积 |
| 1.2.3 半导体光催化材料的应用及研究现状 |
| 1.3 铋基光催化剂的研究进展 |
| 1.3.1 几种铋基半导体光催化材料简介 |
| 1.3.1.1 氧化铋(Bi_2O_3) |
| 1.3.1.2 卤氧铋(BiOX(X=Cl、Br、I)) |
| 1.3.1.3 碳酸氧铋(Bi_2O_2CO_3) |
| 1.3.1.4 甲酸氧铋(BiOCOOH) |
| 1.3.2 铋基光催化剂性能提升的主要方法 |
| 1.3.2.1 能带结构调控 |
| 1.3.2.2 形貌调控 |
| 1.3.2.3 染料敏化 |
| 1.3.2.4 异质结构筑 |
| 1.4 铋基异质结光催化剂的研究进展 |
| 1.4.1 金属-半导体异质结 |
| 1.4.2 半导体-半导体异质结 |
| 1.4.3 碳基材料-半导体异质结 |
| 1.5 铋基光催化剂的发展前景 |
| 1.6 本论文的研究意义和主要内容 |
| 1.6.1 论文的研究意义 |
| 1.6.2 论文的研究内容 |
| 1.6.3 论文的创新点 |
| 第2章 β-Bi_2O_3/Bi_2O_2CO_3异质结的制备及其光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 β-Bi_2O_3/Bi_2O_2CO_3异质结的制备 |
| 2.2.3 材料表征 |
| 2.2.4 光催化性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 前驱体的结构、组成及形貌表征 |
| 2.3.2 复合软模板的作用探讨 |
| 2.3.3 前驱体的热重分析与晶相转变 |
| 2.3.4 不同煅烧温度所得样品的比表面积和孔径分布测定 |
| 2.3.5 不同煅烧温度所得样品的紫外-可见漫反射光谱测定 |
| 2.3.6 β-Bi_2P_3/Bi_2O_2CO_3异质结的光催化性能研究 |
| 2.3.7 β-Bi_2O_3/Bi_2O_2CO_3异质结的光催化机理探讨 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Bi/Bi_2O_2CO_3异质结的一步法制备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 |
| 3.2.2 Bi/Bi_2O_2CO_3异质结的制备 |
| 3.2.3 材料表征 |
| 3.2.4 光催化性能测试 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 Bi/Bi_2O_2CO_3异质结的结构、组成及形貌表征 |
| 3.3.2 Bi/Bi_2O_2CO_3异质结的形成机理 |
| 3.3.3 Bi/Bi_2O_2CO_3异质结的比表面积和孔径分布测定 |
| 3.3.4 Bi/Bi_2O_2CO_3异质结的紫外-可见漫反射光谱测定 |
| 3.3.5 Bi/Bi_2O_2CO_3异质结的光催化性能研究 |
| 3.3.6 Bi/Bi_2O_2CO_3异质结的光催化机理探讨 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Z型Bi/Bi_2O_2CO_3/g-C_3N_4异质结的制备及其光催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 Bi/Bi_2O_2CO_3/g-C_3N_4异质结的制备 |
| 4.2.2.1 g-C_3N_4的制备 |
| 4.2.2.2 Bi/Bi_2O_2CO_3/g-C_3N_4异质结的制备 |
| 4.2.3 材料表征 |
| 4.2.4 光催化性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Bi/Bi_2O_2CO_3/g-C_3N_4异质结的结构、组成及形貌表征 |
| 4.3.2 Bi/Bi_2O_2CO_3/g-C_3N_4异质结的比表面积和孔径分布测定 |
| 4.3.3 Bi/Bi_2O_2CO_3/g-C_3N_4异质结的紫外-可见漫反射光谱测定 |
| 4.3.4 Bi/Bi_2O_2CO_3/g-C_3N_4异质结的光催化性能研究 |
| 4.3.5 Bi/Bi_2O_2CO_3/g-C_3N_4异质结的光催化机理探讨 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 BiOCOOH和Bi/BiOCOOH异质结的一步法可控制备及其光催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 BiOCOOH和Bi/BiOCOOH异质结的制备 |
| 5.2.3 材料表征 |
| 5.2.4 光催化性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 BiOCOOH和Bi/BiOCOOH异质结的结构、组成及形貌表征 |
| 5.3.2 BiOCOOH和Bi/BiOCOOH异质结的形成机理探究 |
| 5.3.3 BiOCOOH和Bi/BiOCOOH异质结的比表面积和孔径分布测定 |
| 5.3.4 BiOCOOH和Bi/BiOCOOH异质结的紫外-可见漫反射光谱测定 |
| 5.3.5 BiOCOOH和Bi/BiOCOOH异质结的光催化性能研究 |
| 5.3.6 BiOCOOH和Bi/BiOCOOH异质结的光催化机理探讨 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 I~-掺杂BiOCOOH“类异质结”离子交换法制备及其光催化性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂 |
| 6.2.2 I~-掺杂BiOCOOH“类异质结”的制备 |
| 6.2.3 材料表征 |
| 6.2.4 光催化性能测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 I~-掺杂BiOCOOH“类异质结”的结构、组成及形貌表征 |
| 6.3.2 I~-掺杂BiOCOOH“类异质结”的比表面积和孔径分布测定 |
| 6.3.3 I~-掺杂BiOCOOH“类异质结”的能带结构分析 |
| 6.3.4 I~-掺杂BiOCOOH“类异质结”的光催化性能研究 |
| 6.3.5 I~-掺杂BiOCOOH“类异质结”光催化降解RhB的路径探讨 |
| 6.3.6 I~-掺杂BiOCOOH“类异质结”的光催化机理探讨 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）TiO2纳米管阵列制备及光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 TiO_2的结构与特性 |
| 1.2.1 TiO_2的晶相结构与性质 |
| 1.2.2 TiO_2的光催化反应机理 |
| 1.2.3 TiO_2的亲水性能 |
| 1.3 TiO_2纳米管的制备方法 |
| 1.3.1 水热合成法 |
| 1.3.2 模板法 |
| 1.3.3 阳极氧化法 |
| 1.4 TiO_2的掺杂改性 |
| 1.4.1 半导体复合 |
| 1.4.2 表面螯合和衍生 |
| 1.4.3 金属离子掺杂 |
| 1.4.4 非金属离子掺杂 |
| 1.4.5 稀土元素掺杂 |
| 1.4.6 染料敏化 |
| 1.5 TiO_2纳米管阵列的应用 |
| 1.5.1 光催化剂 |
| 1.5.2 染料敏化太阳能电池 |
| 1.5.3 光解水制氢 |
| 1.5.4 气敏传感器 |
| 1.6 本论文意义与创新点 |
| 1.6.1 立题依据与意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 创新点 |
| 第2章 二氧化钛纳米管阵列的制备与表征 |
| 2.1 基础实验耗材 |
| 2.2 仪器与设备 |
| 2.3 实验操作 |
| 2.3.1 实验前处理 |
| 2.3.2 实验工艺流程 |
| 2.3.3 TiO_2纳米管阵列的制备 |
| 2.3.4 钆离子掺杂TiO_2纳米管阵列的制备 |
| 2.3.5 光化学反应实验的操作步骤 |
| 2.4 检测设备与原理 |
| 2.4.1 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.4.2 场发射扫描电子显微镜 |
| 2.4.3 透射电子显微镜 |
| 2.4.4 X射线光电子能谱仪 |
| 2.4.5 可见吸收光谱检测 |
| 2.4.6 亲水性测试 |
| 第3章 阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列及其性能研究 |
| 3.1 阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列 |
| 3.1.1 钛片上TiO_2纳米管阵列的制备 |
| 3.1.2 TiO_2纳米管阵列在Ti基底上的生长机理 |
| 3.2 反应时间对TiO_2纳米管阵列的影响 |
| 3.2.1 XRD分析 |
| 3.2.2 形貌分析 |
| 3.2.3 反应时间对TiO_2纳米管阵列光催化性能影响 |
| 3.2.4 反应时间对TiO_2纳米管阵列亲水性能影响 |
| 3.3 反应电压对TiO_2纳米管阵列制备及性能的影响 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 形貌分析 |
| 3.3.3 反应电压对TiO_2纳米管阵列光催化性能影响 |
| 3.3.4 反应电压对TiO_2纳米管阵列亲水性能影响 |
| 3.4 反应温度对TiO_2纳米管阵列制备及性能的影响 |
| 3.4.1 XRD分析 |
| 3.4.2 形貌分析 |
| 3.4.3 反应温度对TiO_2纳米管阵列光催化性能影响 |
| 3.4.4 反应温度对TiO_2纳米管阵列亲水性能影响 |
| 3.5 NH_4F浓度对TiO_2纳米管阵列制备及性能的影响 |
| 3.5.1 XRD分析 |
| 3.5.2 形貌分析 |
| 3.5.3 NH4F浓度对TiO_2纳米管阵列光催化性能影响 |
| 3.5.4 NH4F浓度对TiO_2纳米管阵列亲水性能影响 |
| 3.6 退火温度对TiO_2纳米管阵列制备及性能的影响 |
| 3.6.1 XRD分析 |
| 3.6.2 形貌分析 |
| 3.6.3 退火温度对TiO_2纳米管阵列光催化性能影响 |
| 3.6.4 退火温度对TiO_2纳米管阵列亲水性能影响 |
| 第4章 钆元素掺杂二氧化钛纳米管阵列制备及其性能研究 |
| 4.1 样品的表征分析 |
| 4.2 钆离子浓度对TiO_2纳米管阵列制备及性能的影响 |
| 4.2.1 XRD分析 |
| 4.2.2 形貌分析 |
| 4.2.3 钆离子浓度对TiO_2纳米管阵列光催化性能影响 |
| 4.2.4 钆离子浓度对TiO_2纳米管阵列亲水性能影响 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（6）以ZnO为代表的纳米材料的合成及其在抗菌与降解中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 纳米材料简介 |
| 1.2 纳米材料的特性 |
| 1.3 纳米材料的种类 |
| 1.4 纳米材料的制备方法 |
| 1.4.1 水热法 |
| 1.4.2 溶胶-凝胶法 |
| 1.4.3 化学气相沉积法 |
| 1.4.4 模板法 |
| 1.5 纳米材料在生物医学中的应用 |
| 1.5.1 生物检测 |
| 1.5.2 生物成像 |
| 1.5.3 药物递送 |
| 1.5.4 肿瘤治疗 |
| 1.5.5 抗感染治疗 |
| 1.6 纳米材料在环境中的应用 |
| 1.7 ZnO纳米材料的研究 |
| 1.7.1 ZnO的光催化性能 |
| 1.7.2 ZnO的抗菌性能 |
| 1.8 本论文的选题意义和主要研究内容 |
| 第2章 不同原子面的ZnO纳米薄膜的制备及其抗菌性能的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料及试剂 |
| 2.2.2 材料表征设备与仪器 |
| 2.2.3 实验步骤 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 ZnO-Zn和ZnO-O的表征 |
| 2.3.2 ZnO-Zn和ZnO-O的抗菌性能的评价 |
| 2.3.3 ZnO-Zn和ZnO-O抗菌机理的研究 |
| 2.3.4 ZnO-Zn和ZnO-O对细菌氧化应激基因表达的影响 |
| 2.3.5 ZnO-Zn和ZnO-O的抗菌机理的总结 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于ZnO-BC的抗菌系统的构建及其在败血症治疗中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料及试剂 |
| 3.2.2 材料表征设备与仪器 |
| 3.2.3 实验步骤 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 ZnO-BC的合成与基本性能表征 |
| 3.3.2 ZnO-BC的近红外响应特性 |
| 3.3.3 ZnO-BC的体外抗菌性能 |
| 3.3.4 ZnO-BC的生物相容性 |
| 3.3.5 ZnO-BC的体内抗菌活性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 可见光激发的ZnO的制备及其在牙齿美白中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料及试剂 |
| 4.2.2 材料表征设备与仪器 |
| 4.2.3 实验步骤 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 PZCs的合成与表征 |
| 4.3.2 PZCs的吸附性能 |
| 4.3.3 PZCs的光催化性能 |
| 4.3.4 PZCs在牙齿美白中的应用 |
| 4.3.5 PZCs的生物相容性 |
| 4.3.6 PZCs的性能优化 |
| 4.3.7 ZnO-BC的合成与性能表征 |
| 4.3.8 ZnO-BC的牙齿美白效果 |
| 4.3.9 ZnO-BC的抗菌性能评价 |
| 4.3.10 ZnO-BC的生物相容性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 绿色燃料自驱动微型马达的制备及其在原位水体修复中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料及试剂 |
| 5.2.2 材料表征设备与仪器 |
| 5.2.3 实验步骤 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 TSM的结构设计 |
| 5.3.2 TSM的自驱动原理及其在水中的运动 |
| 5.3.3 TSM在水体原位修复中的应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 肠溶性磁性纳米颗粒的制备及其在减肥和解酒中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验原料及试剂 |
| 6.2.2 材料表征设备与仪器 |
| 6.2.3 实验步骤 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 EMNPs的制备与表征 |
| 6.3.2 EMNPs的减肥效果 |
| 6.3.3 TC,TG和D-木糖的吸收 |
| 6.3.4 EMNPs的解酒作用 |
| 6.3.5 EMNPs的生物相容性 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（7）TiO2-石墨相C3N4复合材料的光催化性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 TiO_2光催化材料简介 |
| 1.2.1 TiO_2光催化材料的结构和性质 |
| 1.2.2 TiO_2光催化材料的光催化机理 |
| 1.2.3 TiO_2光催化剂改性的研究进展 |
| 1.3 光子晶体与反蛋白石TiO_2 |
| 1.3.1 光子晶体的简介 |
| 1.3.2 反蛋白石结构TiO_2的简介 |
| 1.3.3 反蛋白石结构TiO_2的制备方法 |
| 1.4 TiO_(2~·)和g-C_3N_4复合材料研究 |
| 1.4.1 g-C_3N_4材判料的简介 |
| 1.4.2 g-C_3N_4材料的制备方法 |
| 1.4.3 TiO_2/g-C_3N_4复合材料的研究进展 |
| 1.5 论文研究的主要内容 |
| 第2章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验试剂与实验仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 光催化剂的表征 |
| 2.2.1 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.4 能谱分析仪(EDS) |
| 2.2.5 紫外-可见-近红外反射光谱(UV-vis-NIR) |
| 2.2.6 紫外-可见分光光度计 |
| 2.3 光催化剂性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 TiO_2反蛋白石光子晶体的制备及光催化性能研究 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 PS和SiO_2微球的制备 |
| 3.1.2 蛋白石光子晶体的制备 |
| 3.1.3 TiO_2溶胶的制备 |
| 3.1.4 反蛋白石TiO_2的制备 |
| 3.2 催化剂表征分析 |
| 3.2.1 SEM分析 |
| 3.2.2 宏观图像分析 |
| 3.2.3 TEM分析 |
| 3.2.4 EDS分析 |
| 3.2.5 XRD分析 |
| 3.2.6 UV-Vis-NIR反射光谱分析 |
| 3.3 反蛋白石TiO_2的光催化性能研究 |
| 3.3.1 不同孔径反蛋白石TiO_2光催化活性测试 |
| 3.3.2 光催化剂的稳定性测试 |
| 3.4 反蛋白石TiO_2光催化机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 IO-TiO_2-g-C_3N_4复合光子晶体薄膜的制备及光催化性能研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 g-C_3N_4的制备 |
| 4.1.2 IO-TiO_2-g-C_3N_4复合光催化剂制备 |
| 4.2 IO-TiO_2-g-C_3N_4复合光催化剂表征 |
| 4.2.1 XRD分析 |
| 4.2.2 EDS分析 |
| 4.2.3 SEM分析 |
| 4.3 IO-TiO_2-g-C_3N_4复合材料的光催化性能研究 |
| 4.3.1 IO-TiO_2-g-C_3N_4光催化活性测试 |
| 4.3.2 IO-TiO_2-g-C_3N_4光催化稳定性测试 |
| 4.3.3 IO-TiO_2-g-C_3N_4与P25性能对比 |
| 4.4 IO-TiO_2-g-C_3N_4光催化机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）二氧化钛/石墨烯复合材料的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 二氧化钛的结构及性质 |
| 1.2.1 二氧化钛的结构 |
| 1.2.2 二氧化钛的物化性质 |
| 1.2.3 二氧化钛的光催化特性 |
| 1.3 石墨烯简介 |
| 1.3.1 石墨烯的结构特性 |
| 1.3.2 石墨烯的性质 |
| 1.4 提高二氧化钛/石墨烯复合材料光催化性能的研究现状 |
| 1.4.1 石墨烯的调控和优化 |
| 1.4.2 TiO_2的掺杂改性 |
| 1.4.3 多元复合体系 |
| 1.5 课题研究思路及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题研究思路 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 2 溶胶凝胶法原位制备石墨烯/TiO_2复合材料及光催化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.2.2 样品的制备 |
| 2.2.3 样品的表征 |
| 2.2.4 光催化性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 复合材料的结构和形貌 |
| 2.3.2 复合材料的光吸收 |
| 2.3.3 光催化性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 稀土镨、钆掺杂改性TiO_2的制备及光催化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂和仪器 |
| 3.2.2 样品的制备 |
| 3.2.3 样品的表征 |
| 3.2.4 光催化性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的结构和形貌 |
| 3.3.2 复合材料的光吸收 |
| 3.3.3 光催化性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 稀土离子掺杂改性TiO_2/石墨烯光催化剂的制备及光催化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂和仪器 |
| 4.2.2 样品的制备 |
| 4.2.3 样品的表征 |
| 4.2.4 光催化性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 复合材料的结构和形貌 |
| 4.3.2 复合材料的光吸收 |
| 4.3.3 光催化性能分析 |
| 4.4 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 |
（9）无外加燃料的微纳马达和纤毛阵列设计、运动与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 微纳米马达简介 |
| 1.2 微纳米马达的运动机理 |
| 1.2.1 化学驱动微纳米马达 |
| 1.2.2 外场驱动微纳米马达 |
| 1.2.3 外场驱动的人工纤毛阵列 |
| 1.3 微纳米马达和纤毛阵列的应用 |
| 1.3.1 环境检测与修复 |
| 1.3.2 货物运输与细胞分离 |
| 1.3.3 生物传感 |
| 1.3.4 微纳米加工 |
| 1.4 课题的研究背景与研究内容 |
| 第2章 以水为燃料的光控TiO_2/Pt双面神微米马达运动特性与对污染物降解性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂和仪器设备 |
| 2.2.2 TiO_2基双面神微米马达的制备 |
| 2.2.3 TiO_2/Pt双面神微米马达的光控运动 |
| 2.2.4 TiO_2/Pt双面神微米马达降解有机污染物 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 TiO_2/Pt微米马达的结构表征 |
| 2.3.2 TiO_2/Pt微米马达的光控运动 |
| 2.3.3 TiO_2/Pt微米马达在紫外光控制下的聚集和分散行为 |
| 2.3.4 TiO_2/Pt微米马达在紫外光控制下的化学趋性运动 |
| 2.3.5 TiO_2/Pt双面神微米马达运动降解RhB |
| 2.3.6 TiO_2/Pt双面神微米马达运动降解DNT |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 沿壁运动的毫米管状马达运载TiO_2/Pt双面神微米马达用于大范围降解污染物研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂和仪器设备 |
| 3.2.2 TiO_2/Pt微米马达在TNP溶液中的光控运动 |
| 3.2.3 TiO_2/Pt微米马达和聚乳酸毫米管状马达的制备 |
| 3.2.4 聚乳酸毫米管状马达的运动 |
| 3.2.5 TNP的光催化降解 |
| 3.2.6 乙醇浓度分布的数字模拟 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 毫米马达运载微米马达大范围降解有机污染物原理 |
| 3.3.2 3DP-马达的运动性能 |
| 3.3.3 3DP-马达运载TiO_2/Pt双面神微米马达高效降解TNP |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 自适应磁性光子纳米链纤毛阵列的制备、pH传感与流体货物运输研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂和仪器设备 |
| 4.2.2 打印制备SMPNCAs |
| 4.2.3 SMPNCAs在不同pH溶液中的衍射颜色观察 |
| 4.2.4 SMPNCAs在旋转磁场下定向泵送流体观察 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 打印制备SMPNCAs |
| 4.3.2 SMPNCAs的 pH传感性能 |
| 4.3.3 SMPNCAs的自适应流体泵送和货物运输行为 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 体液驱动Mg基微米马达的细胞毒性与传感检测应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂和仪器设备 |
| 5.2.2 Mg/Pt双面神微米马达和镁基微米粒子的制备 |
| 5.2.3 Mg/Pt双面神微米马达的细胞毒性测试 |
| 5.2.4 Mg/Pt双面神微米马达在人体血清中的运动 |
| 5.2.5 Mg/Pt双面神微米马达运动辅助血糖电化学检测 |
| 5.2.6 Mg@p-SiO_2粒子的细胞实验 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 Mg/Pt双面神微米马达的细胞毒性研究 |
| 5.3.2 Mg/Pt双面神微米马达运动增强血糖检测研究 |
| 5.3.3 介孔SiO_2壳层包覆Mg球微米粒子抑制气泡产生 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读博士期间已发表和待发表的研究论文 |
（10）一维TiO2与ZnO纳米阵列的设计、制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 一维纳米材料阵列体系 |
| 1.2.1 非模板法生长技术 |
| 1.2.2 模板法生长技术 |
| 1.3 一维TiO_2 纳米结构 |
| 1.3.1 一维纳米结构TiO_2 的制备方法 |
| 1.3.2 一维TiO_2 纳米结构的应用 |
| 1.4 一维ZnO 纳米结构 |
| 1.4.1 一维纳米结构ZnO 的的制备方法 |
| 1.4.2 一维纳米结构ZnO 的性质及应用 |
| 1.5 TiO_2 和ZnO 纳米阵列在太阳能电池中的应用 |
| 1.6 研究目标和内容 |
| 第二章 多孔阳极氧化铝模板的制备 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 独立多孔AAO 模板的制备方法 |
| 2.3 ITO 玻璃上多孔AAO 模板的制备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 模板辅助溶胶-凝胶法制备TiO_2阵列及其性能 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 溶胶-凝胶法制备TiO_2 纳米管与纳米棒有序阵列 |
| 3.2.1 TiO_2 溶胶的配制 |
| 3.2.2 溶胶直接填充法制备TiO_2 纳米阵列 |
| 3.2.3 溶胶-凝胶电泳法制备TiO_2 纳米阵列 |
| 3.3 TiO_2 纳米阵列的形貌、结构表征 |
| 3.3.1 直接填充法制备的TiO_2 纳米阵列形貌 |
| 3.3.2 溶胶-凝胶电泳法制备的TiO_2 纳米阵列形貌与结构 |
| 3.3.3 溶胶-凝胶电泳法制备的TiO_2 纳米阵列的生长机理 |
| 3.4 电化学阻抗谱（EIS）测定TiO_2 纳米阵列的载流子浓度 |
| 3.5 TiO_2 纳米棒与纳米管阵列在杂化太阳能电池中的应用 |
| 3.5.1 TiO_2 纳米结构有机-无机杂化太阳能的主要参数 |
| 3.5.2 TiO_2 纳米结构杂化太阳能电池的制备与性能表征 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 模板辅助磁控溅射法制备TiO_2纳米阵列及其性能 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 磁控溅射、氧化二步法制备TiO_2 纳米结构层 |
| 4.2.1 TiO_2 纳米结构层的制备 |
| 4.2.2 TiO_2 纳米结构层的光致发光性能表征 |
| 4.3 TiO_2 纳米管杂化太阳能电池的组装与性能表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 模板辅助电沉积法制备ZnO 纳米阵列及其复合结构 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 利用独立AAO 模板制备ZnO 纳米管阵列及其复合结构 |
| 5.2.1 电沉积Zn 电解液的配制 |
| 5.2.2 AAO 模板辅助电沉积ZnO 纳米管阵列 |
| 5.2.3 模板法制备Cu@ ZnO 同轴纳米管异质结 |
| 5.2.4 Cu@ ZnO 同轴纳米管异质结的光致发光表征 |
| 5.3 ITO 玻璃上的ZnO 纳米管与纳米棒有序阵列 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 电沉积ZnO 纳米棒阵列/P3HT:PCBM 太阳能电池 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 ZnO 光伏电池的制备 |
| 6.2.1 电化学沉积ZnO 纳米棒阵列 |
| 6.2.2 共混聚合物溶液的配制 |
| 6.2.3 共混聚合物的旋转涂敷 |
| 6.2.4 金属导电层的蒸镀 |
| 6.3 ZnO 光伏电池的结构与性能表征 |
| 6.3.1 ZnO 纳米棒阵列的结构表征 |
| 6.3.2 ZnO 纳米棒阵列光致发光表征与能带结构模型 |
| 6.3.3 ZnO 纳米棒阵列光伏电池的结构与性能表征 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与创新 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 论文创新 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和专利 |
| 致谢 |
四、模板引导纳米TiO_2的研制和应用（论文参考文献）
- [1]介孔SiO2基Janus纳米复合材料的制备及微波控释给药的研究[D]. 刘叶. 西北大学, 2021(12)
- [2]二维非层状金属氧族化合物的电子结构调控及其光催化应用研究[D]. 邵威威. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]异质结Bi2O3/TiO2纳米微球的制备及其对罗丹明B的光催化性能研究[D]. 尹静. 重庆三峡学院, 2021(01)
- [4]铋基半导体异质结微纳结构的可控制备及其光催化性能研究[D]. 周慧. 扬州大学, 2020
- [5]TiO2纳米管阵列制备及光催化性能研究[D]. 杨进. 南昌大学, 2020
- [6]以ZnO为代表的纳米材料的合成及其在抗菌与降解中的应用[D]. 余芬. 南昌大学, 2020(01)
- [7]TiO2-石墨相C3N4复合材料的光催化性能研究[D]. 包云龙. 黑龙江大学, 2020(04)
- [8]二氧化钛/石墨烯复合材料的制备及性能研究[D]. 任建. 西华大学, 2020(01)
- [9]无外加燃料的微纳马达和纤毛阵列设计、运动与性能研究[D]. 孔磊. 武汉理工大学, 2020(01)
- [10]一维TiO2与ZnO纳米阵列的设计、制备及性能研究[D]. 任鑫. 上海交通大学, 2011(12)