基于石墨烯量子点掺杂的TiO 2 复合纤维的制备及其在光催化方面的应用
发布时间：2024-03-08 00:34
随着经济的快速发展和人们生活水平的提高,环境污染和能源问题成为人类社会继续发展所面临的最主要问题。太阳每年会给地球输送大量的能量,且太阳能具有绿色清洁、无污染和储量丰富等特点。巨大的太阳能源为解决当今社会日益增长的能源损耗和环境污染等问题提供了选择。充分的利用太阳能,可以有效解决当下化石能源所带来的能源危机和环境污染等问题。1972年光催化降解水产氢技术的发现,吸引了广大研究者的关注。此后,越来越多的研究者们投入到光催化技术的研究中。本论文简单介绍了光催化技术及其应用领域,对光催化剂进行了细致的分类,通过回顾近年来光催化技术的发展,总结了光催化剂的常用制备方法和改性方法等。并在此基础上,通过静电纺丝法和水热法制备了一种在可见光下具有高光催化效率的催化剂。这种光催化剂是以PVDF和PVP纤维膜为基底,并将传统的二氧化钛(Ti O2)光催化剂和石墨烯量子点(GQDs)附着在上面,成功将光催化剂的光谱响应范围拓展到可见光区,并抑制了电子空穴的复合,扩大了比表面积,从而达到提高光催化效率的目的。
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第一章 绪论
1.1 光催化技术简介
1.2 光催化剂的分类
1.2.1 氧化物光催化剂
1.2.1.1 TiO2基光催化剂
1.2.1.2 Bi2O3基光催化剂
1.2.1.3 其他氧化物基光催化剂
1.2.2 非氧化物光催化剂
1.2.2.1 CdS系列光催化剂
1.2.2.2 CuS系列光催化剂
1.2.2.3 ZnS系列光催化剂
1.2.2.4 氮化物系列光催化剂
1.3 光催化技术的应用
1.3.1 光催化降解水产氢
1.3.2 光催化处理水污染
1.3.3 光催化消毒灭菌
1.3.4 光催化净化空气
第二章 光催化剂的制备方法及常用仪器
2.1 光催化剂的常见制备方法
2.1.1 静电纺丝法
2.1.2 固相法
2.1.3 气相法
2.1.3.1 化学气相沉积法(CVD)
2.1.3.2 物理气相沉积法(PVD)
2.1.3.3 分子束外延法(MBE)
2.1.4 液相法
2.1.4.1 溶胶凝胶法
2.1.4.2 沉淀法
2.1.4.3 液相沉积法
2.1.4.4 水热法
2.2 光催化剂的常见改性方法
2.2.1 贵金属沉积
2.2.2 半导体复合
2.2.3 金属或非金属离子掺杂
2.2.3.1 金属离子掺杂
2.2.3.2 非金属离子掺杂
2.2.3.3 混合掺杂
2.2.4 表面染料光敏化
2.3 实验用品
2.3.1 光催化剂制备用品
2.3.2 光催化剂制备及表征设备
第三章 石墨烯量子点掺杂的PVDF(TBT)/PVP(TBT)光催化剂的光催化性能研究
3.1 背景介绍
3.2 实验部分
3.2.1 PVDF(TBT)/PVP(TBT)纳米纤维膜的制备
3.2.2 石墨烯量子点的制备
3.2.3 PVDF(TBT)/PVP(TBT)-GQDs复合膜的制备
3.3 PVDF(TBT)/PVP(TBT)-GQDs光催化剂的性能分析
3.3.1 石墨烯量子点的性能分析
3.3.2 PVDF(TBT)/PVP(TBT)-GQDs光催化剂的表征
3.3.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
3.3.2.2 X射线衍射仪(XRD)
3.3.2.3 X射线光电子能谱分析(XPS)
3.3.2.4 紫外-可见吸收光谱
3.3.2.5 比表面分析及孔径综合分析(BET)
3.3.3 光催化实验
3.4 本章小结
第四章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
本文编号：3921740
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第一章 绪论
1.1 光催化技术简介
1.2 光催化剂的分类
1.2.1 氧化物光催化剂
1.2.1.1 TiO2基光催化剂
1.2.1.2 Bi2O3基光催化剂
1.2.1.3 其他氧化物基光催化剂
1.2.2 非氧化物光催化剂
1.2.2.1 CdS系列光催化剂
1.2.2.2 CuS系列光催化剂
1.2.2.3 ZnS系列光催化剂
1.2.2.4 氮化物系列光催化剂
1.3 光催化技术的应用
1.3.1 光催化降解水产氢
1.3.2 光催化处理水污染
1.3.3 光催化消毒灭菌
1.3.4 光催化净化空气
第二章 光催化剂的制备方法及常用仪器
2.1 光催化剂的常见制备方法
2.1.1 静电纺丝法
2.1.2 固相法
2.1.3 气相法
2.1.3.1 化学气相沉积法(CVD)
2.1.3.2 物理气相沉积法(PVD)
2.1.3.3 分子束外延法(MBE)
2.1.4 液相法
2.1.4.1 溶胶凝胶法
2.1.4.2 沉淀法
2.1.4.3 液相沉积法
2.1.4.4 水热法
2.2 光催化剂的常见改性方法
2.2.1 贵金属沉积
2.2.2 半导体复合
2.2.3 金属或非金属离子掺杂
2.2.3.1 金属离子掺杂
2.2.3.2 非金属离子掺杂
2.2.3.3 混合掺杂
2.2.4 表面染料光敏化
2.3 实验用品
2.3.1 光催化剂制备用品
2.3.2 光催化剂制备及表征设备
第三章 石墨烯量子点掺杂的PVDF(TBT)/PVP(TBT)光催化剂的光催化性能研究
3.1 背景介绍
3.2 实验部分
3.2.1 PVDF(TBT)/PVP(TBT)纳米纤维膜的制备
3.2.2 石墨烯量子点的制备
3.2.3 PVDF(TBT)/PVP(TBT)-GQDs复合膜的制备
3.3 PVDF(TBT)/PVP(TBT)-GQDs光催化剂的性能分析
3.3.1 石墨烯量子点的性能分析
3.3.2 PVDF(TBT)/PVP(TBT)-GQDs光催化剂的表征
3.3.2.1 扫描电子显微镜(SEM)
3.3.2.2 X射线衍射仪(XRD)
3.3.2.3 X射线光电子能谱分析(XPS)
3.3.2.4 紫外-可见吸收光谱
3.3.2.5 比表面分析及孔径综合分析(BET)
3.3.3 光催化实验
3.4 本章小结
第四章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
本文编号：3921740
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