2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
已閱讀1頁,還剩159頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

1、TiO2基半導(dǎo)體納米材料在光催化,光電轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。介孔結(jié)構(gòu)TiO2具有諸多優(yōu)點,如規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)、高的比表面積、孔徑和孔道結(jié)構(gòu)可調(diào)、高的光電轉(zhuǎn)換性能等。目前對于介孔TiO2材料的研究大多集中于孔道微觀結(jié)構(gòu)的控制,而對于介孔TiO2結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性的研究還有限。片層狀H2Ti4O9是一種帶結(jié)晶水的特殊的TiO2材料,與介孔TiO2相似,其也具有高的比表面積,可作為催化劑和載體使用,其通常采用軟化學(xué)法進(jìn)行層間剝離制備,此制備過

2、程往往比較費(fèi)時,而且需要添加大量的有機(jī)物輔助層間剝離。
   以三嵌段共聚物F127(EO106PO70EO106)為模板劑,以Ti(OBun)4為前驅(qū)體,采用蒸發(fā)致自組裝法和溶膠-凝膠法首次制備了大孔徑(7.4nm)、厚孔壁(10-13nm),熱穩(wěn)定性高達(dá)600℃的介孔TiO2薄膜。模板劑F127具有的長親水PEO嵌段和長疏水PPO嵌段是形成厚孔壁和大孔徑介孔TiO2結(jié)構(gòu)的前提;采用無水乙醇強(qiáng)酸性介質(zhì)并且加入乙酰丙酮來控制前驅(qū)

3、體的水解/縮聚過程有利于其水解形成體積較小的Ti-O低聚物;而控制薄膜的陳化條件,如相對濕度(45%RH)和陳化時間(24h)使得前驅(qū)體的水解產(chǎn)物Ti-O低聚物與F127膠束進(jìn)行充分的組裝,幾種因素共同作用形成了厚壁的介孔TiO2結(jié)構(gòu),從而使得其具有高的熱穩(wěn)定性。
   首次系統(tǒng)研究了焙燒溫度對介孔TiO2薄膜的結(jié)構(gòu)、光催化及親水性能的影響。450~600℃溫度范圍內(nèi)制備介孔TiO2的孔徑可保持在7nm以上,顯示了TiO2介孔結(jié)

4、構(gòu)好的熱穩(wěn)定性,700℃時介孔結(jié)構(gòu)塌陷。研究發(fā)現(xiàn),焙燒過程中介孔TiO2框架結(jié)構(gòu)是在系統(tǒng)動力學(xué)和熱力學(xué)共同作用下,引起結(jié)構(gòu)中晶粒的長大、重排及介孔框架結(jié)構(gòu)的收縮,最后導(dǎo)致了介孔TiO2結(jié)構(gòu)的塌陷。親水性能測試表明,制備的介孔TiO2薄膜即使在無光照時也顯示了較好的親水性能,其與水的接觸角最低可達(dá)22.25°,這源于介孔TiO2薄膜表面的粗糙度和由多孔結(jié)構(gòu)引起的滲透效應(yīng)或燈芯效應(yīng)。光致性能實驗表明,500℃制備的樣品顯示了最優(yōu)的光催化和光

5、致親水性能,其接觸角最小為9.5°,其具有的10.2nm的平均晶粒尺寸更有利于光生電子-空穴對的分離和傳輸。
   通過改變模板劑的添加量,而前驅(qū)體的質(zhì)量不變,經(jīng)500℃焙燒制各了孔徑從5.4nm到9.1nm的介孔TiO2薄膜材料。具有9.1nm孔徑的介孔TiO2是目前報道的可以穩(wěn)定到500℃的具有最大孔徑的介孔TiO2材料。當(dāng)溶液中模板劑含量較高時,相對較少的Ti-O低聚物與F127膠束組裝從而形成薄孔壁的介孔結(jié)構(gòu),相應(yīng)的可以

6、得到較大孔徑的介孔TiO2薄膜,反之,則形成厚孔壁、小孔徑的介孔TiO2結(jié)構(gòu),因而可以通過改變模板劑與前驅(qū)體的比例對介孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控。光催化實驗表明具有7.4nm和9.1nm孔徑的介孔TiO2材料顯示了高于商業(yè)P25 TiO2的光催化活性。
   以硫脲為摻雜源,首次制備了N、S共摻雜的介孔TiO2薄膜材料,提高了介孔TiO2的可見光吸收性能。研究發(fā)現(xiàn)添加的硫脲具有雙重作用,一方面,硫脲反應(yīng)產(chǎn)生的NH4+起到擴(kuò)孔的作用,孔徑最大

7、可達(dá)到12.4nm;另一方面,實現(xiàn)了對介孔TiO2結(jié)構(gòu)的N、S共摻雜。紫外-可見反射光譜表明,樣品的吸收邊最大可擴(kuò)展至550nm左右,其禁帶寬度降低到2.25eV。光催化降解甲基橙實驗表明,制備的樣品在紫外光區(qū)和可見光區(qū)的光催化性能均有明顯的提高,某些樣品顯示了比商業(yè)P25TiO2更高的光催化活性。
   以層狀K2Ti4O9粉體為原料,首次采用機(jī)械球磨結(jié)合離子交換法制備了納米片層狀H2Ti4O9,其徑向尺寸低于50nm,比表面

8、積超過240m2.g-1。球磨過程中磨球與罐壁對K2Ti4O9的高速碰撞和擠壓作用使得其層狀結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂、破碎并且層間結(jié)合變得松散,從而導(dǎo)致其在離子交換過程中容易發(fā)生層間剝離。通過TiO2納米粉體和H2Ti4O9納米晶片之間的靜電相互作用制備了TiO2/H2Ti4O9的納米復(fù)合材料。光催化降解甲基橙的實驗表明,TiO2/H2Ti4O9復(fù)合材料的光催化活性高于商業(yè)P25 TiO2,而H2Ti4O9的光催化活性較低,這是由于TiO2與H2T

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論