多元杂化二氧化钛纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

来源 :东北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yty3224
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
二氧化钛(TiO2)具有无毒、廉价、易合成、化学稳定性好、光氧化能力强等优点,是目前研究最广泛的制氢和降解污染物的光催化材料。然而,TiO2存在禁带过宽(3.2 eV),仅对紫外光有响应和光生载流子快速复合等问题,这些限制了其在光催化领域的进一步发展。为了改善TiO2的光催化活性,本论文采用水热或溶剂热法将TiO2与碳点(CDs),还原氧化石墨烯(rGO),金属卤化物钙钛矿(MHPs)和二维金属有机骨架(MOFs)材料进行多元杂化构筑了系列纳米复合光催化剂。通过多元杂化策略提高了TiO2光催化剂的光催化活性和可见光吸收能力,并产生显著的协同催化效应。本论文对复合光催化剂的结构,组成和光电性能等进行了详细的表征,并系统研究了其对可见光催化降解有机污染物、抗菌和还原有毒重金属Cr(VI)的性能和光催化机理。本论文主要包括以下内容:(1)通过一步水热法制备了多核@壳簇状碳点(CDs)/rGO/纳米TiO2(P25)三元纳米复合光催化剂,并对其形貌、化学组成、光吸收性质、能带结构和光电化学性质等进行了系统表征。重点探究了CDs和rGO的含量对所构筑的CDs/rGO/P25三元复合材料光催化性能的影响。当CDs和rGO的含量是2 wt.%和0.5wt.%时,CDs/rGO/P25复合材料在可见光照射下对有机染料的光催化降解和光催化抗菌性能最佳,其光催化降解罗丹明B(RhB)的速率常数分别是P25、0.5%rGO/P25和2%CDs/P25复合材料的29,2.8和1.3倍。研究结果表明:所构筑的三元杂化材料CDs/rGO/P25展现出的杰出光催化性能主要归因于多核@壳簇状碳点较宽的可见光吸收和强的配位能力以及rGO独特的光学性质和快速的载流子迁移率。P25经CDs和rGO改性后,有效提高了光生载流子的高效分离,抑制了电荷重组。(2)发展了一种原位水触发转化策略构筑了Cs4PbBr6/CsPbBr3@TiO2三元纳米复合光催化剂。本研究采用溶剂热法在Cs4PbBr6纳米晶表面原位包覆TiO2的过程中,通过调节体系中水的浓度可以控制Cs4PbBr6@TiO2界面处生成的CsPbBr3中间相的含量。该生成的CsPbBr3界面相既能提高复合材料的可见光吸收能力,又能促进光生电子-空穴对的有效分离和转移。本研究制备了一系列的CsPbBr3@TiO2和Cs4PbBr6/CsPbBr3@TiO2三元纳米复合材料,并探索了温度、各组分比例、水含量对所制备样品的光催化活性的影响。在最佳反应条件下,Cs4PbBr6/CsPbBr3@TiO2三元复合光催化剂对水体系中RhB和四环素(TC)表现出优异的可见光光催化降解活性。通过一系列表征手段揭示了三元复合材料的可能光催化机理,并且探索了光催化降解TC的反应中产生的中间体结构。该工作证明了CsPbBr3界面相对TiO2光催化性能的调控作用,并拓展了Cs4PbBr6钙钛矿相在光催化领域的应用。(3)通过溶剂热法将TiO2原位负载在不同金属(M:Cu,Zn,Co,Mn)配位的二维卟啉基MOFs(2D M-TCPP MOFs)表面,构筑了一系列2D M-TCPP MOFs/TiO2纳米复合光催化剂材料。本论文详细研究了不同配位金属对光催化降解RhB的影响,其中2D Cu-TCPP MOFs/TiO2纳米复合材料展示出最好的光催化活性。这主要归因于具有丰富官能团的2D Cu-TCPP MOFs纳米片表面可提供足够多的活性位点,并能够显著改善纳米TiO2的分散性,同时其高的吸光系数可以增强TiO2对可见光的吸收能力。并且2D Cu-TCPP MOFs与TiO2复合构成了II型异质结构,有效地提高了光生载流子的分离和转移。此外,本论文还系统研究了不同p H值以及不同浓度牺牲剂对2D Cu-TCPP MOFs/TiO2光催化还原Cr(VI)的影响,同样证明了其优异的光催化性能。
其他文献
随着我国城市化建设工作的落实,进一步加快了城市整体的发展。作为现代交通行业,在交通运输管理工作上就必须要综合当前社会发展的实际情况,针对当前交通运输经济所暴露出的问题进行合理调整,真正做到通过针对性措施,为交通运输经济发展战略目标进行有效设立,通过我国交通运输业的不断发展来促进国民经济的进一步提升。
学位
中国对师幼互动相关理论的研究开展得比较晚,大概从20世纪80年代才开始,师幼互动能够对幼儿主体性发展起到积极的促进作用,在一定程度上不但能够改善师幼结构,还原幼儿教育的本质,对教师专业化的发展也能够起到明显的促进作用。幼儿园的不同活动背景在幼儿园的各项教学活动中占比最大,大部分师幼互动活动都在这一过程中出现,在与教师的互动过程中,不但能使幼儿更好地适应社会,还能使幼儿的知识技能得到快速提升,有利于
学位
随着大数据以及人工智能的兴起,数据逐渐成为各国技术开发以及发展新型产业的重要基础,数据开始走向资产和财富的时代。数据资产化的兴起给数据安全带来了极大的挑战,它不但关系到个人隐私安全,还与企业以及国家长远发展密切相关。与此相对应,网络爬虫技术作为一项中立技术,由于其便利性、门槛低等特点逐渐成为企业以及个人获取数据的主要工具,而随之而来的也面临着技术滥用的问题,一系列网络黑产随之产生,表现出了极大的社
近年来,我国武器装备已经走向系统化和高端化之路,对于武器装备的综合保障需求也越来越高。电子交互式手册(Interactive Electrical Technical Manual,IETM)的提出不仅增强了技术资料在管理、更新、维护以及使用时的便利性,而且大大提高了装备保障效率,已经受到各国国防部门的重视,在国内也有更多的基于多种标准的IETM系统被开发出来。但传统IETM系统依然停留在简单的文
目的 探究低剂量重组人生长激素(GH)预处理对既往行体外受精-胚胎移植(IVF-ET)治疗失败患者胚胎质量和妊娠结局的影响。方法 选取2019年6月至2021年1月北部战区总医院诊治的48例行IVF-ET治疗失败再次行IVF-ET治疗的患者作为研究对象,进行回顾性分析。其中前一周期(失败周期)采用常规促排卵方案,且IVF-ET治疗失败,后一周期(预处理周期)在促排前使用低剂量重组人GH预处理。比较
目的 探讨重组生长激素(r-GH)预处理对卵巢低反应(POR)患者促排卵结局及子宫内膜容受性的影响,为临床上r-GH在POR患者中的应用提供参考。方法 选取2020年10月至2021年12月就诊于贵阳市妇幼保健院生殖中心的75例POR患者为研究对象,随机分为对照组(25例)及预处理组(给予r-GH预处理,50例),比较两组患者的一般资料、促排卵和胚胎发育指标,以及预处理组r-GH预处理前后的自身对
<正>目前,部分教师受传统教学理念的影响,过于关注学生的考试成绩而忽视语文学科核心素养,特别是语文能力的培养,导致很多学生并不理解文章本身的美感,无法形成语文的能力,感受语文的魅力。学生语文能力的培养,需要教师有高度自觉的意识,能基于语文能力的分类来整合教材,选择合适的教学方法进行教学。下面,笔者结合名家课例及自己的教学实践,从阅读教学、写作教学两个方面来谈谈自己在学生语文能力培养方面所做的一些尝
期刊