值实验结果见图。图脱色率与不同锻烧时间样品关系曲线由图可看出，脱色率随着锻烧时间的延长而增大，焙烧时间为时脱色率达到最大。后脱色率反而随着锻烧时间的延长开始降低。这是因为催化剂母体经高温锻烧后，短时间内尚未形成活性晶相，由于结晶的生长过程相对较慢，因而需要足够的时间才能形成活性晶相。由绪论的理论知识可知锻烧时间过长会引起催化剂晶粒长大，使其活性表面下降，光催化能力下降，因而焙烧时间以为宜。掺铁量的影响通过掺杂金属离子来对二氧化钛光催化剂进行改性，结合的正交实验结果，可以知道对催化剂的光催化效果影响是比较大的。固定前驱体配比锻烧温度锻烧时间光催化时间分别为，。改变掺铁量，分别为，，，，。制备过程与所描述，在相同光催化条件下进行光催化处理罗丹明实验算出脱色率，实验结果见图。煅烧时间脱色率图脱色率与不同掺铁量样品关系曲线由表和图可看出，脱色率先随着的增大而增大，当掺杂质量百分比为时脱色率达到最大。之后脱色率反而随着掺杂百分比的提高而开始降低。分析其原因主要是，在二氧化钛中掺杂后，催化剂性质发生改变，掺杂可能在二氧化钛晶格中引入了缺陷位置或改变晶度，成为电子或空穴的陷阱而延长寿命，不但能加强二氧化钛的光催化作用，还有可能将二氧化钛的吸收波长扩展至可见区域。但是掺杂量存在个最佳值，小于最佳浓度时，二氧化钛中没有足够的俘获载流子的陷阱当大于最佳浓度时，随着掺杂量的增加，陷阱之间的平均距离降低，所以光催化活性就会降低。所以铁的最佳掺杂量为。小结采用溶胶凝胶法制备纯和光催化剂时，影响因素很多。本实验分别通过正交实验和单因素实验确定各制备条件的最佳值，并结合理论分析各影响因素的影响原因。通过正交实验确定制备纯各药品的摩尔比，在此基础上确定了制备前驱体的比例，通过正交和单因素实验，确定光催化剂的制备条件前驱体配比摩尔比为，掺铁量锻烧温度为锻烧时间为。掺铁量脱色率光催化实验及其影响因素光催化机理对于纯的光催化机理我们在绪论中已经介绍，这里主要介绍的光催化机理。掺杂离子以后，掺杂与中光生电子和空穴的反应方程式为电子捕获空穴捕获式中，只有的能级低于的导带，能级，的能级高于价带，能级时，反应才可能发生。图列出了铁离子在锐钛矿相中的中的位置，金红石相中的能级状况与锐钛矿相类似。由图可知，的能级高于价带，能产生空穴的捕获剂的能级位于导带之上，掺杂铁离子有可能成为光生电子的捕获剂。此外，从和的氧化还原电位电动势，可知，相对于和，具有更高的氧化还原势能，容易接受电子被还原，更容易成为光生电子的捕获位，从而有利于电荷的有效分离，降低了电子和空穴的复合率。图铁离子在中的能级图的光催化反应是表面反应，其光催化效应不仅与电子和空穴的捕获，即电荷载流子的局部分离有关，还取决于被捕获的电子或空穴在捕获位的释放和它们向表面的迁移，后者决定被捕获的电荷是否能有效地迁移到表面参与光催化反应。换言之，对光催化反应而言，电子和空穴在晶格中的释放和向表面的迁移与它们的局部分离同样重要。在的光催化反应中，较好的效应是电子空穴对的个电荷载流子被暂时捕获，而另个则到达表面转变为被吸收的物质氧化，还原，被暂时捕获的电荷载流子在上述反应完成后不久，再迁移到表面。因此在这里，浅能级的捕获非常重要，被捕获的电荷载流子应能够在捕获位被激活，即能够变得可动。而个深能级捕获的电荷载流子可能在相同的粒子内部产生下个电子空穴对前，重新与它的相对物合并有随后的光子产生，成为电荷载流子的重新合并中心，从而不利于整个光催化反应。掺杂对光催化活性的提高还在于作为电荷载流子的浅捕获位，不仅能够捕获电子和空穴，而且被捕获的电子和空穴容易被释放。另外，三价铁离子的半径为，略小于四价钛离子半径，因此铁离子能进入晶格内部，替代钛离子。四价的钛离子被替代后，提高了晶格内部和表面氧空位。由于氧空位带正电荷，考虑到电荷平衡，多的氧空位含量相应地减少了自由电子的含量同时，表面氧空位含量的增加有利于氧在表面的吸附，提高了电子与表面吸附的氧化反应，即增加了界面电子的迁移速率，从而提高了的光催化活性。光催化降解实验实验方法将罗丹明王君，韩建涛，郭宝东功能材料应用研究进展钛工业进展陈琦丽，唐超群，肖循纳米微粒的溶胶凝胶法制备及分析材料科学与工程董素芳，赵素梅溶胶凝胶法制备二氧化钛凝胶的影响因素分析现代技术陶瓷程小苏，曾令可，黄浪欢，等光催化的制备过程与配方优化华南理工大学学报钟敏，韦之豪，司平占，等掺铁二氧化钛纳米晶的制备及其光催化性能硅酸盐学报，，，吴溪军纳米材料的研究综述黑龙江大学学报致谢大学生活晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，当我写完这篇毕业论文的时候，有种如释重负的感觉，感慨良多。首先诚挚的感谢我的指导老师老师，他在忙碌的教学工作中挤出时间来指导我的实验和审查修改我的论文。还有教过我的所有老师，他们严谨细致，丝不苟的作风直是我工作学习中的榜样他们循循善诱的教导和不苟格的思路给予我无尽的启迪。感谢四年中陪伴在我身边的同学朋友，感谢他们为我提出的有益建议，有了他们的支持鼓励和帮助，我才能充实的度过四年的学习生活。配制成浓度为的溶液，取与反应皿中，再加入的使在溶液中的浓度为，用调节不同的值，最后将反应皿至于有紫外灯的通风橱内。调整反应皿与紫外灯之间的距离，般为。关闭通风橱，打开紫外灯开关，反应，期间每取次水样离心后测其吸光度，计算脱色率。分析方法在不同波长下测量罗丹明的吸光度结果如图所示。图罗丹明在不同波长下的吸光度由图所示罗丹明的特征吸收峰波长为。罗丹明经纯和光催化剂光催化降解后，取清液在处测定吸光度，以此来表征罗丹明的脱色效果。采用分光光度法测定罗丹明溶液吸光度来确定其浓度。分别配制不同浓度的罗丹明溶液，用分光光度计在处以蒸馏水为空白样测定各溶液的吸光度，溶液标准曲线如图所示。由图可见，罗丹明溶液的浓度与吸光度在定浓度范围内成线性关系。图罗丹明吸光度与浓度曲线罗丹明浓度吸光度波长吸光度得到了罗丹明吸光度与浓度关系曲线后，我们在可见光区最大吸收峰下测定样品在纳米降解前后的吸光值。根据样品最大吸光变化灯的保护措施感应线圈电感式传感器电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线特别适合新铺道路，可用混凝土直接预埋，老路则需开挖再埋。当有高频电流通过电感时，公路面上就会形成所形成的高频磁场。当汽车进入这高频磁场区时，汽车就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时，该感应线圈的电感减到最小值。当汽车离开这高频磁场区时，该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅本论文所涉及的检测工作方式和相位发生变化，因此，在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器，就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的部分，则只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。电感式传感器的高频电流频率为，尺寸为，电感约为这种传感器可检测的电感变化率在以上。电感式传感器安装在公路下面，从交通安全和美观考虑,它是理想的传感器。传感器最好选用防潮性能好的原材料。检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的检测器,并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成信号源部分检测部分比较鉴别部。传感器的铺设车辆计数是智能控制的关键，为防止车辆出现漏检的现象，环状绝缘电线在地下的铺设我们设采取在每个车行道上中的出口地停车线处以及在离出口有相同动作要求的西向的过街人行道的绿灯却是亮的。经过检查所得出的原因是东向的两个过街人行道绿灯接在中间继电器的同个触点上的，而线头和继电器触点之间没有接好不通。解决的办法是把这两根线从新接下。南北走向的南向过街人行道的两个绿灯不亮，而北向的两个过街人行道亮，问题现象好像和第项的样。经过我们仔细的检查得出的原因并不是第项的原因，因为，继电器与相应的两条线的线头之间的接触是良好的，没有不通。而真正的原因是中间继电器与南向的两个过街人行道绿灯相接的触点坏掉了，不与中间继电器的线圈吸合。而解决的办法是，把别的中间继电器上面的带有线圈和触点衔铁片的方块盒换到这个中间继电器上，当然要求被换的这个中间继电器在控制系统中没有用到这对触点。同样，也可以从新接线，把这两个信号灯接到坏了的中间继电器的别的触点上，不过这样有点麻烦，所以我们使用了上面的方法来解决。结论通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第次做，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。本系统结构简单操作方便，可实现自动控制。对优化城市交通具有定的意义。本设计将各任务进行细分包装，使各任务保持相对独立能有效改善程序结构，使程序的可读性可维护性和可移植性都得到进步的提高。实验最后成功完成，由于很多客观原因，比如时值实验结果见图。图脱色率与不同锻烧时间样品关系曲线由图可看出，脱色率随着锻烧时间的延长而增大，焙烧时间为时脱色率达到最大。后脱色率反而随着锻烧时间的延长开始降低。这是因为催化剂母体经高温锻烧后，短时间内尚未形成活性晶相，由于结晶的生长过程相对较慢，因而需要足够的时间才能形成活性晶相。由绪论的理论知识可知锻烧时间过长会引起催化剂晶粒长大，使其活性表面下降，光催化能力下降，因而焙烧时间以为宜。掺铁量的影响通过掺杂金属离子来对二氧化钛光催化剂进行改性，结合的正交实验结果，可以知道对催化剂的光催化效果影响是比较大的。固定前驱体配比锻烧温度锻烧时间光催化时间分别为，。改变掺铁量，分别为，，，，。制备过程与所描述，在相同光催化条件下进行光催化处理罗丹明实验算出脱色率，实验结果见图。煅烧时间脱色率图脱色率与不同掺铁量样品关系曲线由表和图可看出，脱色率先随着的增大而增大，当掺杂质量百分比为时脱色率达到最大。之后脱色率反而随着掺杂百分比的提高而开始降低。分析其原因主要是，在二氧化钛中掺杂后，催化剂性质发生改变，掺杂可能在二氧化钛晶格中引入了缺陷位置或改变晶度，成为电子或空穴的陷阱而延长寿命，不但能加强二氧化钛的光催化作用，还有可能将二氧化钛的吸收波长扩展至可见区域。但是掺杂量存在个最佳值，小于最佳浓度时，二氧化钛中没有足够的俘获载流子的陷阱当大于最佳浓度时，随着掺杂量的增加，陷阱之间的平均距离降低，所以光催化活性就会降低。所以铁的最佳掺杂量为。小结采用溶胶凝胶法制备纯和光催化剂时，影响因素很多。本实验分别通过正交实验和单因素实验确定各制备条件的最佳值，并结合理论分析各影响因素的影响原因。通过正交实验确定制备纯各药品的摩尔比，在此基础上确定了制备前驱体的比例，通过正交和单因素实验，确定光催化剂的制备条件前驱体配比摩尔比为，掺铁量锻烧温度为锻烧时间为。掺铁量脱色率光催化实验及其影响因素光催化机理对于纯的光催化机理我们在绪论中已经介绍，这里主要介绍的光催化机理。掺杂离子以后，掺杂与中光生电子和空穴的反应方程式为电子捕获空穴捕获式中，只有的能级低于的导带，能级，的能级高于价带，能级时，反应才可能发生。图列出了铁离子在锐钛矿相中的中的位置，金红石相中的能级状况与锐钛矿相类似。由图可知，的能级高于价带，能产生空穴的捕获剂的能级位于导带之上，掺杂铁离子有可能成为光生电子的捕获剂。此外，从和的氧化还原电位电动势，可知，相对于和，具有更高的氧化还原势能，容易接受电子被还原，更容易成为光生电子的捕获位，从而有利于电荷的有效分离，降低了电子和空穴的复合率。图铁离子在中的能级图的光催化反应是表面反应，其光催化效应不仅与电子和空穴的捕获，即电荷载流子的局部分离有关，还取决于被捕获的电子或空穴在捕获位的释放和它们向表面的迁移，后者决定被捕获的电荷是否能有效地迁移到表面参与光催化反应。换言之，对光催化反应而言，电子和空穴在晶格中的释放和向表面的迁移与它们的局部分离同样重要。在的光催化反应中