【54页】可见光响应二氧化钛光催化剂的制备及活性研究---毕业论文.doc文档高清免费浏览

上世纪末，人类终于意识到了环境污染所带来的严重后果，逐渐开始了系列的环境保护行为，国际上也产生了些环境保护的国际公约。

但是，从社会学中我们了解到，对于人类，发展是第要务，在经济社会发展面前，环境的重要性微不足道。

直至今日，人们依旧没有吸取教训，仍有许多地方不断地出现严重的环境污染事件，有害气体大量排放，加上不利于大气扩剂的研究现状简介的结构的光催化原理半导体光催化性能的影响因素晶体结构的影响粒摘要绪论前言光催化剂的研究现状简介的结构的光催化原理半摘要绪论前言光催化部分内容简介，摘要绪论前言光催化剂的研究现状简介的结构的光催化原理半导体光催化性能的影响因素晶体结构的影响粒径的影响表面结构的影响形貌的影响光源的影响光催化剂的改性研究非金属掺杂改性金属离子掺杂半导体材料间的复合染料敏化制备特殊形貌的半导体材料纳米半导体材料的制备气相法液相法溶胶凝胶法水解法水热合成法模板法光催化剂的应用空气净化杀菌在污水处理中的应用抗菌防霉东北林业大学硕士学位论文自洁作用应用的局限性光催化反应中光源的优势发展现状及趋势的优势的应用前景本论文的研究内容及意义实验及表征方法试剂及药品明细实验方法材料表征手段扫描电子显微镜比表面积测试仪光催化活性测试实验不同温度焙烧的光催化性能引言光催化性能分析表征结果及讨论分析分析本章小结光源对光催化反应的影响引言结果与讨论不同光源光催化反应速率的比较紫外光与氙灯光源对及催化性能的影响图为掺杂的在不用光源照射下的光催化效果。

在紫外光和氙灯下样品的催化性能较好，最终的透光率均超过，远好于的光源下的催化效果，说明掺杂的并不能有效的对的可见光进行响应，产生较好的光催化效果。

不同波长和功率对催化性能的影响本章小结结论参考文献攻读学位期间发表的学术论文致谢绪论绪论前言随着工业革命以来，人类的科学技术水平飞速发展，短短二百年的时间便从原始的人工劳动阶段进入了机器时代，进步发展成为现代社会。

然而，随着社会经济快速发展人们日常生活水平有着突飞猛进的增长，系列的前所未有的环境问题也凸现出来，世界各地相继发生了威胁人们生命安全的环境污染事件。

比如由于石油大量的使用，美国洛杉矶产生的光化学烟雾造成了数以万计居民的死亡大量排放的温室气体使全球平均温度逐年上升，全球变暖使沿海地区面临被上升的海平面淹没人们肆无忌惮的疯狂砍伐森林资源开采矿产资源捕杀动物等对自然界过度的消费行为，造成生物多样性锐减。

上世纪末，人类终于意识到了环境污染所带来的严重后果，逐渐开始了系列的环境保护行为，国际上也产生了些环境保护的国际公约。

但是，从社会学中我们了解到，对于人类，发展是第要务，在经济社会发展面前，环境的重要性微不足道。

直至今日，人们依旧没有吸取教训，仍有许多地方不断地出现严重的环境污染事件，有害气体大量排放，加上不利于大气扩散的气象条件，造成含量急剧升高，导致近年来人们熟悉的雾霾农业废水生活污水和工业废水不经处理随意排放，使得水中污染物或者氮磷等营养元素增加，从而才产生了水体污染和水体富营养化赤潮等现象。

由于人类快速的工业和社会发展产生的污染问题，严重破坏着自然环境的同时给人们的健康和安全造成危害。

近年来患肺癌等呼吸系统疾病的几率大大增加的主要原因之就是日益严重的大气污染。

因此，如何改善和解决环境问题，使人类与自然和谐相处，是人类面临的大挑战环境问题不仅仅限制着我们人类社会的进步发展，并且对人类的生存和繁衍产生着严重的威胁。

保护环境减少对生态的污染和危害是我们人类发展必须面临的问题，环保的重要性不言而喻。

我们必须减少煤石油天然气等化石能源的消耗，发展现有的绿色能源技术，减少污染物排放的同时使我们对能源的利用效率提高，研发效率高绿色节能适用范围广的污染物降解材料。

自从学者们发现了些半导体材料可以在光照条件具有很强的活性以后，纳米光催化技术便成为称为人们研究的热点收到广泛关注。

光催化反应通过利用太阳产生能的利用效率，同时可减少能量的消耗。

使用寿命长安全无危害，是光催化反应中的理想光源。

绪论图太阳光全光谱图发展现状及趋势我国从上世纪年代起步开始，经过多年的发展，已经形成多个成熟的产业基地，并有着如下几个特点的规模不断扩大，市场竞争十分激烈。

我国有相关企业四千余家，产业内人员多达万人，已成为全球规模最大的生产基地。

行业年销售量增长迅猛，吸引着国外资本进入国内行业，目前，外资企业占市场份额比重大，技术强，产业竞争性越发激烈逐渐开展产业的标准化工作。

技术发展水平低于国外。

目前，我过产业技术水平低，在国际产业链仍处于低级阶段，多数企业仅仅是在做些技术含量不高的组装工作，而些技术含量比较高的核心部件很难生产，仍然需要从国外进口。

虽然我国产业规模大，但是真正的核心技术并没有突破性进展，与国外水平差距大。

的优势作为种节能高效且十分有竞争力的新型光源，近年来市场需求逐年递增，显现出可以替代传统照明技术的趋势，在照明领域有着十分巨大的发展前景。

的优势为以下几点光源可以发出光谱精度半波宽之内的单色光，因此在光催化反应中，可以选择与催化剂有效光谱吻合的光源。

这样就大大提高了其对光能的利用率，提高了光源对光催化材料的有效辐射，减少能量损失。

功率低，能耗小。

的工作功率般在左右，单体功率低，能耗小。

可以通过群集的方式，按照需求增加或减少的数量，从而满足不同情况的需求。

同时，消耗的能量低，大约比白炽灯小左右。

使用寿命长，维护成本低。

由于的机理和内部结构不同于白炽灯，使得可以正常工作万小时以上，只要保证外部电压不会大大超过的额定电压，东北林业大学硕士学位论文就不会出现老化现象。

同时，灯结构很坚固，整体都被固定在环氧树脂之中，不会损坏配件，维护成本极低。

环保性能优越。

发光过程中，光线对人体无害，不会像灯样散发出致癌危险物，且损坏的废物可以进行回收，不会对环境造成污染，加上其能耗低，可有效减少的排放，是节能减排的绿色能源。

的应用前景目前，技术逐渐成熟，已经可以大量生产高效节能的。

目前已经开发出了发光效率最高的是荧光灯的倍，白炽灯的倍，超过了市场上大规模应用的照明设备，有着光明的应用前景。

随着技术不断继续发展，其发光功率不断提高，功能不断的多样化，性能和功能的应用将远超目前市场上的白炽灯和荧光灯。

目前日本已经开始在列车车厢的照明系统中使用，在实际使用中，非常适合列车内的照明需求，的灵活安装，使列车座位处的照度超过，适合大范围推广使用。

在道路照明领域，由于成本低易维护产品质量好等优点，有望大规模应用。

发出的光谱精度高，将其引入光催化反应中作为光源，同时对的吸收光谱进行调节，使其对光源进行响应，则可以推动大规模的应用。

本论文的研究内容及意义综上所述，纳米是种新型的光催化材料，它作为种低价高效清洁的绿色环保光催化剂，在环境保护领域的应用前景十分广阔。

但是这技术要想从实验室走向实际应用，还有许多问题要克服。

目前商用的光催化材料只能响应在太阳光中占比很低的紫外光，因此，对太阳光光源的利用效率很低的问题，亟待科研工作者解决。

方面，需要对的禁带宽度进行改善，拓展其光谱，使其吸收更大波长范围的光，提高其光能利用效率。

研究表明，通过对材料进行金属掺杂，纳米的吸收光谱会向可见光移动，产生对可见光的响应，极大地提高了其催化效率和催化性能另方面则需要找环保高效节能的光源。

而具有光明应用前景的，作为光催化剂的室内光源，无疑是个很好的选择。

因此，通过对进行金属掺杂改性，调节其吸收光谱使其可以对进行响应，是推动大规模的应用的新思路。

本实验采用溶胶凝胶的方法，制备各种形貌的金属掺杂型纳米粒子。

以作为光源，对有机染料亚甲基蓝进行光催化降解实验，研究掺杂金属的种类焙烧温度不同所制备纳米在不同波长光源照射下的光催化性能。

通过扫描电子显微镜比表面积测试等不同表征手段，分别对催化剂的形貌结构等进行表征通过不同离子掺杂不同波长光源和不同焙烧温度的比较，以寻找光催化效果相对最优的纳米二氧化钛催化剂及光源的最优组合，为光催化剂的改性研究及其未来在污染物降解领域的应用提供实验及理论依据。

实验表征方法实验及表征方法试剂及药品明细本文章中涉及的试剂如表所示。

表本实验中涉及的试剂实验试剂分子式纯度生产厂家钛酸四丁酯分析纯天津金龙化学试剂有限公司乙酸镍分析纯沈阳试剂厂二水镍分析纯沈阳试剂厂乙酸铜分析纯沈阳试剂厂乙酸锌分析纯沈阳试剂厂无水乙醇分析纯天津金龙化学试剂有限公司冰乙酸分析纯沈阳试剂厂四氯化钛分析纯上海兴塔美兴化工厂亚甲基蓝分析纯北京恒业中远化工有限公司分析纯本实验主要仪器设备见表。

表实验中采用的主要仪器设备名称型号扫描电子显微镜德国里奥公司射线衍射仪日本理学型射线光电能谱仪程序控温干燥箱电子天枰英国公司型上海仪器仪表制造有限公司日本岛津公司磁力搅拌器常州润华电器有限公司管式旋转炉沈阳科晶自动化设备有限公司氙灯紫外灯比表面测试仪美国麦克仪器公司紫外可见光分度计日本日立公司型高速离心机湘仪实验室仪器开发有限公司型东北林业大学硕士学位论文光源超声波清洗器实验方法本实验利用酞酸丁酯为钛源，有机金属盐为待掺杂物质。

通过溶胶凝胶合成的方法制备出各种形貌的金属掺杂型纳米粒子。

与其他合成方法相比，该方法不仅极大的简化了纳米粒子的制备工艺，缩短制备时间，而且可以简单的控制粒子的形貌粒径以及化学组成。

将酞酸丁酯无水乙醇加入烧杯中均匀混合，缓慢加入硝酸充分搅拌得到溶液。

将质量分数为的有机金属盐乙酸镍二水镍乙酸铜乙酸锌加