一、Photoelectrocatalytic properties and reactivity of Ti/Au-TiO_2 mesh electrodes（论文文献综述）
肖琦[1]（2021）在《二氧化钛负载金或铂催化CO氧化或水煤气变换反应的构效关系研究》文中指出CO是一种常见的有毒气体,普遍存在于大气和某些工业生产过程中,因此寻找有效的CO消除方法是人们长期以来努力的方向。CO氧化反应以及水煤气变换反应在当前所研究的消除少量CO的途径中占据举足轻重的地位。在众多已开发的催化剂体系中,以氧化物负载的贵金属催化剂普遍在催化性能上表现卓越。对于CO催化氧化来说,Au负载型催化剂一直备受关注,但对于活性物种的确定,载体对催化活性的贡献以及反应机理等问题上仍存在一些争议点,具有进一步探究的价值。针对水煤气变换反应,Pt负载型催化剂由于低温下的高催化活性和良好稳定性成为众多研究者争相报道的对象。而此类催化体系也在探究载体的结构对金属的状态以及催化活性的影响上面临挑战和机遇。因此,本论文中选用经典的功能材料TiO2作为负载型贵金属（Au或Pt）催化剂的载体,致力于通过后期处理或直接合成的方法对载体进行调控。在获得高活性催化剂的同时,借助一系列表征手段和研究方法探究催化剂在CO氧化或水煤气变换反应中的构效关系,突出催化剂载体在非均相催化体系中的重要性。本论文主要完成以下工作内容:1.氢化TiO2对Au/TiO2催化剂催化CO氧化的影响负载型Au催化剂由于其极高的催化活性而被广泛应用于CO氧化过程中,而对催化剂载体结构的修饰是提升催化剂性能的一个重要方法。在此,我们制备了负载在片状TiO2和经不同温度（200℃,400℃和600℃）氢化处理后的TiO2上的金催化剂。我们发现,载体在600℃下进行氢气处理的样品（0.5Au/TiO2-H600）在活性和稳定性方面比载体为TiO2纳米片的样品具有更大的优势。首先,600℃煅烧使得TiO2暴露的晶面由{001}面变为{101}面,平均粒径为2-3 nm的金颗粒作为活性物种在0.5Au/TiO2-H600表面被观察到。另外,氢气处理在TiO2表面制造的丰富的氧空位有利于氧的活化,提高了催化活性。因此,我们强调了载体的重要作用并给出了一种通过调节载体结构改善催化性能的有效方法。2.CeO2-TiO2复合材料负载Pt后催化水煤气变换反应的性能研究水煤气变换（WGS）反应是工业制氢以及质子交换膜燃料电池的开发和应用中非常关键的一步。大量研究证明Pt负载型催化剂在WGS反应中表现优异,是该领域重要的研究体系。我们利用简单的沉积-沉淀法在TiO2纳米片上沉积CeO2纳米颗粒,成功制备了一系列不同Ce:Ti摩尔比的Pt负载型催化剂0.5Pt/xCe-10Ti（x=1,3或5）。在与纯TiO2和CeO2作为载体的Pt负载型催化剂对比后发现0.5Pt/3Ce-10Ti样品在WGS反应中展现出明显的活性优势。该催化剂具有高活性主要归因于两方面:一方面是使用CeO2修饰的TiO2载体时,负Pt后的催化剂还原性提升;另一方面是CeO2-TiO2载体对Pt状态的调控使得CO在0.5Pt/3Ce-10Ti表面具有更适宜的CO吸附强度。基于原位红外等测试结果,在0.5Pt/3Ce-10Ti样品上观察到的与CeO2相结合的大量Pt单原子被认为是主要活性位点。最后,初步确定0.5Pt/3Ce-10Ti与0.5Pt/CeO2催化剂具有相似的协同反应机理,而0.5Pt/TiO2则可能是氧化还原反应机理。该工作表明混合双金属氧化物载体在WGS反应中的性能优势,为复合材料在非均相催化中的开发和应用提供了参考。
洪星星[2]（2021）在《红色TiO2的制备及光生电荷分离特性研究》文中进行了进一步梳理光催化可以有效利用太阳能将水分解为氢气、降解污染物、还原二氧化碳等,是缓解能源与环境问题包括温室效应等的有潜力的手段。光催化核心目标在于开发高太阳能转化效率、高稳定性的低成本光催化剂。依据光催化反应的基本步骤,光吸收是先决条件,直接决定转换效率的上限;光生载流子的分离则是控制光催化活性的中心环节。本论文研究工作围绕TiO2基光催化材料的分解水展开。针对TiO2无可见光响应以及光生电荷分离驱动力不足的问题,一方面通过调控掺杂剂的空间分布来获得均相掺杂的红色TiO2,实现带对带特性可见光的全谱强吸收;另一方面,通过精确控制掺杂剂浓度来调节表面带弯,实现对光生载流子迁移行为的调控使之具备可见光下不同的氧化还原性能;最后,通过构筑异质结构,调制红色二氧化钛中的光生电子和光生空穴的迁出速率,进一步提升红色二氧化钛光生电荷的分离能力及稳定性。为调控宽带隙半导体的可见光吸收及光生电荷迁移提供依据。均相B/N共掺杂红色TiO2光催化剂的制备与分解水特性研究。通过水热法制备出预先均相B掺杂TiO2微米球,随后通过惰性气氛中低温热解尿素氮源进行氮掺杂。均相氮掺杂使二氧化钛价带顶整体提升,光生空穴具有较好的迁移能力。所获得的均相B/N共掺杂红色TiO2具有带对带可见光光吸收边特性,光吸收边红移至680 nm,在550 nm波长的单色光照射下,仍具有氧化水放氧活性。通过改变均相掺杂浓度调控红色二氧化钛光生电荷分离和迁移特性,实现可见光析氢和析氧性能的转换。在制备红色二氧化钛的基础上,进一步通过热处理温度调控N掺杂浓度。N掺杂浓度能显着影响TiO2表面带弯结构,进而影响光生载流子的迁移、分离和表面反应过程。在较低氮掺杂浓度下光生电子容易迁出进行还原反应,而在较高氮掺杂浓度下光生空穴利于迁出进行氧化反应,实现了二氧化钛光催化材料可见光下分解水产氢和产氧的有效调控,为最终实现可见光下全分解水提供重要借鉴意义。构筑Ti0.91O2纳米片/红色TiO2异质结构。利用Ti0.91O2超薄纳米片修饰对红色TiO2光生电荷分离进行调控。纳米片具有较大的功函数,与红色二氧化钛结合后界面形成向上弯曲的能带结构,使得内部电子迁移至表面需要克服一定能垒而空穴则利于迁出,进而促进了光生电荷分离。同时纳米片修饰改变了反应位点,增强了红色二氧化钛可见光氧化水放氧性能和稳定性。
梁希壮[3]（2020）在《高效光电极的设计与制备及其光电催化分解水的应用研究》文中研究指明资源短缺和环境污染仍是制约当今社会发展的两大难题,为此人们积极寻找一种理想的绿色能源来替代煤炭、石油和天然气等不可再生的化石能源。由于高能量值,绿色环保和燃烧无二次污染等优点,氢能作为新一代清洁能源成为了最佳候选之一。众所周知,光电化学分解水技术可吸收太阳能生成光生载流子,分离的光生电子在电极表面还原水释放氢气,这是将来获得氢能的最理想方法。该技术还具有以下几个优点:太阳能和水都是丰富的可再生资源;反应无副产物和二次污染;光阴极析氢和光阳极析氧使气体易收集;技术相对简单有规模化生产的潜力;理论太阳能转换效率高达30%左右。因此,光电化学（PEC）分解水技术能够实现太阳能对氢能的完美转化,满足现代社会日益增长的能源需求,被认为是解决全球能源短缺和环境污染问题最有前途的方式之一。但目前来说,光电极的光电转化效率离理论效率还有很大差距以及较高的制备成本,还不能满足应用要求。因此,进一步改善光电催化性能以提升太阳能转化氢能效率,是推动光电化学分解水技术规模化应用的关键。本论文,主要针对目前光电极转换效率低,实用化困难等问题,重点从拓展半导体光电极的光谱响应范围（Φabs）、提高光生载流子内部分离效率（Φsep）及界面注入效率（Φinj）入手,设计与制备高效光电极并将其应用到光电催化分解水领域。例如,通过掺杂调控形成固溶体,同时改变半导体电极的能带位置与禁带宽度,提高光生载流子内部分离效率;通过开发与探索高结晶度的可见光半导体制备新型高效光电极;通过形貌调控降低光生载流子的内部复合提高光生载流子分离效率;通过助催化剂表面修饰提高光生载流子的界面注入效率等四个角度,有效提高半导体材料的光电催化性能,具体内容如下:第一章中,首先简单介绍了光电化学分解水技术的发展意义,基本原理和影响因素;随后展开介绍了光电解池中光电极的研究现状,包括满足条件、制备方法、基本性质、本身优点和缺陷;最后我们又详细描述了近年来研究学者对光电催化分解水的研究进展与面临的问题,以及为解决目前存在的问题所总结的有效策略,从而引出了本文的选题意义及研究内容。第二章中,我们创新性地通过简单的水热和后煅烧法成功地合成可精细调控不同Ag掺杂浓度的（Cu1-xAgx）2ZnSnS4固溶体。实验表征结合理论分析表明,掺入的银原子能替换铜原子引起CAZTS晶格畸变,从而优化CAZTS半导体的带隙和能带能级位置,并从热力学角度显着增强其光催化析氢性能。然后通过光电流密度-施加电位（J-V）和莫特-肖特基（Mott-Schottky）等测试,探索了不同Ag掺杂浓度对CAZTS光电极的光电催化性能和导电类型的影响。CAZTS半导体中能带结构和本征点缺陷的变化是PEC性能和导电类型变化的本质原因。以上结果引出CuAgZnSnS4（x=0.5）和Ag2ZnSnS4（x=1.0）分别作为高效新型光阴极和新型光阳极的潜力。第三章中,我们创新性地通过简易的电沉积法在钼网衬底上制备出新型纯相AZTS光阳极。在光电催化性能测试中,AZTS光阳极表现出优异的光电活性,例如,无修饰新型AZTS光阳极具有较低的起始电位和较高的光电流密度;在水裂解反应中其表现出目前该电极最高的光电转换效率IPCE=25%和最高的应用偏压光电转换效率ABPE-2.95%。此外,证实运用原子层沉积（ALD）技术在AZTS表面沉积非晶Ti02可以有效地抑制光腐蚀,从而提高光电催化稳定性,其组建PEC电解池表现出良好的析氢速率和法拉第效率。基于实验表征、理论计算和测试结果,证实优异的可见光吸收（～2.05 eV）和匹配的能带位置,钼网衬底的优越性、高结晶度、牺牲剂和界面内建电场的存在是新型AZTS光电极呈现高效光电催化分解水的主要原因。第四章中,我们提出类似印刷法的电化学合成工艺即FTO基底匀速浸入电解液,快速沉积前驱体薄膜,创造性制备大尺寸覆盖均匀的BiV04光阳极。首先此方法优先生成独特的纳米多孔形貌,加速空穴由内部向表面的传输,极大促进了在光电催化过程中载流子的内部分离效率,从而增强了纯BiV04的光电响应。其次在薄膜表面负载产氧助催化剂NiOOH提升界面处电荷转移能力和空穴分离效率,实现了光电催化性能的进一步提高。表现在,起始电位显着降低;光电转换效率（IPCE）和应用偏压光电转换效率（ABPE）数倍提高;优异的光电稳定性和近100%分解水的法拉第效率。总的来说,通过优化合成工艺和后处理条件提高电极实用可行性,证实此方法制备的大尺寸纳米BiVO4光阳极具有非常广阔的应用前景。第五章中,基于前期的工作基础,首先我们通过简单的水热法和优化的电沉积法,分别设计了四方锆石相BiVO4纳米晶光阴极和单斜白钨矿相BiVO4纳米多孔光阳极。随后进行一系列的探索,例如,光阴极的高暴露（200）晶面工程和析氢助催化剂Pt的表面修饰,光阳极的纳米网状形貌调控和析氧助催化剂Co-Pi的表面修饰,从而多途径提高了电极的光电催化性能。表现在光电流密度、IPCE、HC-STH和ABPE等重要指标的数倍提高。众多实验表征和计算结果证实,光电催化性能增强的原因主要在于形貌调控和助催化剂改性协同促进了载流子内部分离效率和载流子界面注入效率。最后基于两电极的性能测试和分解水机理研究,我们成功搭建了 P-BVO/Pt光阴极和N-BVO/Co-Pi光阳极的串联型光电解池,并实现无偏压太阳能分解水。该器件的太阳能转化氢能效率为STH=0.14%。第六章中,全面总结了本论文的主要研究内容和创新点,然后分析和指出了目前工作中存在的一些问题与不足,最后针对这些问题作出了下一阶段的展望。
牛燕燕[4]（2020）在《基于半导体纳米材料的光电化学适配体传感器检测重金属离子的研究》文中进行了进一步梳理随着工业化进程的加快和城市化水平的提高,重金属固体废弃物和废水等大量排放,污染也日趋严重。由于重金属毒性大且难以降解,能够随着食物链在生物体内富集累积,最终使生物体致畸、致病、致死亡,严重影响生态环境,威胁人类健康。因此,研究快速高效、高灵敏和高准确的重金属离子分析方法,具有重要的意义。光电化学分析是在电化学分析的基础上,引入光激发信号,具有分析速度快、实验设备简单、操作方便且灵敏度高的特点,结合生物识别元件——适配体特异性识别靶标物的优势,可以设计具有高选择性和高灵敏度的光电化学适配体传感器。开发具有高效光电转换的光电材料,设计合理且信号放大的传感策略,是构建高性能光电化学适配体传感器的有效方法。本文在制备性能优良的光电活性材料基础上,以适配体为生物探针识别分子,设计多种信号放大的传感方式,制备了可用于重金属离子高灵敏度、高选择性检测的光电化学适配体传感器。主要研究内容如下:（1）采用滴涂法制备了纳米棒TiO2和Au纳米星修饰的ITO导电玻璃,并通过Au-S共价键自组装巯基修饰的Hg（Ⅱ）适配体（S）,构建光电化学适配体传感器S/Au/TiO2/ITO。通过扫描电子显微镜（SEM）、电化学交流阻抗法（EIS）和电流-时间曲线法（i-t）等对电极修饰材料、修饰过程和Hg（Ⅱ）传感性能进行研究分析。实验结果表明,该传感器识别Hg（Ⅱ）后的光电流响应与靶标物浓度在1.0×10-9～5.0×10-7 mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为3.1×10-10 mol/L,且该传感器具有良好的重复性和稳定性。（2）采用电沉积法制备ZnO沉积的ITO光电极,并进一步修饰Au纳米链和适配体（互补序列S1和S2）,构建了互补链适配体修饰的Pb（Ⅱ）特异性识别光电化学传感器S2/S1/Au/ZnO/ITO。采用X射线衍射（XRD）、拉曼（Raman）、SEM和i-t法对电极表面修饰Zn O的形貌、结构和传感器的性能进行研究。具有规则纳米棒结构的ZnO不但拥有良好的光电响应行为,而且为Au和适配体的负载提供了较大的比表面积。互补链修饰的电极界面因具有更高的负电荷密度,所以在识别Pb（Ⅱ）前后光电流变化更显着,灵敏度有所提高。实验结果表明,该传感器识别Pb（Ⅱ）后的光电流响应与靶标物浓度在1.0×10-10～5.0×10-8 mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为3.5×10-11 mol/L。同时,该方法可用于湖水样品中Pb（Ⅱ）含量的检测。（3）采用水热法制备了ZnO-TiO2纳米复合材料,采用透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、SEM、XRD、Raman等研究其表观形貌和物相组成。以ZnO-TiO2为光电活性材料,修饰纳米Au和3’端氨基修饰的Cd（Ⅱ）适配体（S）,在偶联剂的作用下将羧基化类石墨相氮化碳（g-C3N4）修饰于适配体自由端（3’端）,构建了信号放大的Cd（Ⅱ）适配体传感器（g-C3N4/S/Au/ZnO-TiO2/ITO）。由于传感器特异性识别Cd（Ⅱ）后,适配体弯曲形成发卡结构,3’端寡核苷酸连接的信号放大分子g-C3N4与电极表面的空间距离减小,从而引起光电流变化。采用i-t法对电极的修饰过程和Cd（Ⅱ）识别传感性能进行研究,结果表明,该传感器识别Cd（Ⅱ）后的光电流响应与其浓度在3.0×10-11～4.0×10-8 mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为1.1×10-11 mol/L。该方法应用于湖水中Cd（Ⅱ）含量的检测,取得了良好的结果。（4）采用水热法制备了CdS敏化的TiO2复合材料,通过SEM、XRD、XPS和Raman等方法对CdS-TiO2纳米复合材料的形貌和结构进行表征,CdS均匀负载在TiO2表面,二者间相互协同,获得了较强的光电流响应。进一步自组装互补链适配体（S1和S2）,并引入槲皮素铜配合物（QC-Cu）作为光敏剂嵌入双链结构,构建了信号增强的Pb（Ⅱ）适配体传感器（QC-Cu/S2/S1/Au/CdS-TiO2/ITO）。由于该传感界面特异性识别Pb（Ⅱ）后,形成Pb（Ⅱ）-适配体（S1）复合物而使双链结构解旋,并导致嵌入剂QC-Cu从电极表面脱离,故引起光电流灵敏响应。实验结果表明,该传感器识别Pb（Ⅱ）后的光电流响应与靶标物浓度在5.0×10-12～1.0×10-8 mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为1.6×10-12 mol/L。该方法应用于湖水和土壤样品的检测时,同样取得令人满意的结果。（5）采用电沉积法制备了纳米Au/ZnO-还原氧化石墨烯（rGO）修饰的光电极,通过SEM、XRD、XPS和Raman等方法对Au/Zn O-rGO的形貌特征和物相组成进行表征,纳米Au均匀负载在ZnO-rGO表面,具有良好导电性的rGO能够促进ZnO光生电子-空穴对的分离和电子的转移,获得良好的光电转换性能。在此基础上自组装互补链适配体（S1和S2）,同时将光敏剂亚甲基蓝（MB）通过静电或插嵌结合于双链DNA结构中,构建了Cd（Ⅱ）适配体传感器（MB/S2/S1/Au/ZnO-rGO/ITO）。同时引入双工作电极检测系统,实现电解液中电子供体多巴胺（DA）在第一（修饰电极）和第二工作电极（玻碳电极）表面实时氧化-还原的循环反应,形成稳定且持续的光电流信号。实验结果表明,该传感器识别Cd（Ⅱ）后的光电流响应与靶标物浓度在5.0×10-12～2.0×10-88 mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为1.8×10-12 mol/L。该方法同样适用于湖水样品中Cd（Ⅱ）含量的检测。
陈学儒[5]（2019）在《聚合物表面紫外臭氧改性研究及座舱盖电磁屏蔽膜层的制备》文中研究说明随着光电系统的发展,透明导电材料由于其优异的光电性能在显示器、太阳能电池和建筑涂层等领域得以广泛应用,同时作为窗口除雾的加热电极和降低雷达散射截面积的电磁屏蔽薄膜在航空航天领域的光学窗口起着至关重要的作用。座舱盖作为飞机的光学窗口不仅要承载座舱内外的压差载荷与鸟撞和高速飞行气动热的结构需求,还要能够减小电磁波的散射实现隐身效果。由于座舱盖基底是聚合物且是曲面形状,因此需要在低温下制备具有一定韧性的薄膜,同时保证透过率和电磁屏蔽效率,因此在当前透明导电薄膜体系中只能选择金属与金属氧化物复合型薄膜来实现。然而金属薄膜与聚合物之间较差的结合力也是目前透明导电薄膜应用领域中急需解决的问题。针对上述问题,本文采用紫外臭氧改性聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）来提高金属薄膜与聚合物之间的结合强度。通过AFM、ATR-FTIR和表面水接触角等表征手段从表面形貌、官能团和亲水性几个方面入手对改性机理做出解释。采用金（Au）膜与氧化钛（TiO2）薄膜的复合结构作为座舱盖电磁屏蔽薄膜,研究了Au膜厚度与透过率和电磁屏蔽效率之间的变化关系,发现纳米厚度的微小改变将引起薄膜性质上的明显变化。利用射频磁控溅射在不同氧气流量条件下制备了TiO2薄膜,并对薄膜的微观形貌、化学成分、透过率和硬度等性能进行分析研究。得到在功率为100W,氩气流量20sccm,溅射气压1.5Pa的条件下,7sccm的氧流量是制备TiO2薄膜的最佳气体参数。最后在对复合型薄膜透明导电机理分析的基础上,采用椭偏光谱仪拟合计算薄膜的光学常数。分别采用TiO2/Au/TiO2结构和Au/TiO2结构在PMMA基底上制备电磁屏蔽薄膜并测试了光/电性能。结果表明,Au/TiO2结构在11/30nm时薄膜样品平均透过率达到71%,电磁屏蔽效率低于-20dB。相比前一种结构透过率提高了5%,且可以解决直接在PMMA表面沉积TiO2薄膜带来的雾化问题,同时简化了制备工艺。
蔡家柏[6]（2019）在《TiO2基纳米空心球光催化处理环境污染物及其机制研究》文中研究表明目前水体污染是全球范围内普遍存在的环境问题,危及生态系统功能和人类健康。人为参与降解污染物是一个巨大的挑战。开发新型低能耗高效率处理水体污染的纳米材料是科学研究者想要解决的重心所在,也是环境科学与工程、材料科学等领域的研究前沿。本论文主要从污染物治理需求出发,针对“半导体纳米材料光激发产生的电子与空穴的复合率高,致使光量子产率不高的科学问题”,我们应用纳米材料表界面结构多样化新方法（“壳壳复合+贵金属夹层”）,实现催化剂可见光响应和高催化活性,解决催化剂光量子产率不高的问题。研究以发挥多级结构纳米复合材料的光催化协同效应为目的,进行纳米材料的结构设计和应用,设计合成功能多元化、双壳夹心型纳米空心球复合材料,并将其应用于光催化降解污染物、重金属处理及苯甲醇绿色转化等方面的研究。同时,对光催化剂在光催化过程中所产生的协同效应结合实际应用进行研究,提出新理论设想,主要研究结果如下:1.纳米空心球的空腔尺寸对其光催化活性和效率起关键作用,而目前纳米空心球尺寸对催化活性的研究还鲜有人研究。通过模板法制备得到不同尺寸的Ti02纳米空心球及TiO2@WO3/Au纳米空心球,结合SEM、TEM、XRD、UV-Vis、PL、BET及电化学等表征手段对TiO2和TiO2@WO3/Au等催化剂不同空心球尺寸结构上的差异进行详细的研究。光催化活性实验结果表明与其他尺寸相比,450 nm的空心球纳米材料具有更优异的光催化还原Cr（Ⅵ）活性,这基于450 nm的空心球具有较好的吸光性及导电性,继而促进了光生电子与空穴的分离,提高Cr（Ⅵ）的还原活性。2.我们探索了 Au在TiO2@CeO2纳米复合材料不同位置的负载对光催化活性的影响,提出利用“双层夹心”结构来解决负载的贵金属在光催化过程中不稳定问题。考察不同Au负载位置TiO2@CeO2纳米复合材料光降解有机污染物及光催化还原Cr（Ⅵ）的催化性能,结果表明双层夹心TiO2@Au@CeO2空心球结构具有更优异的催化活性和稳定性。对甲基橙及均苯三甲酸具有较高的催化活性,对Cr（Ⅵ）的还原活性也有所提升。3.纳米材料光催化过程中,一些催化剂只表现出单一的光氧化或者光还原性能,对于复杂的实际环境并不适用。对此,我们提出制备双功能催化剂来提高对实际环境水体污染处理的可能性。我们制备了双功能的TiO2@NMs@ZnO（Au、Pt、Ag、Pd）及 TiO2@Pt@CeO2 催化剂,结合 SEM、TEM、XRD、UV-Vis、PL、BET及电化学等一系列表征手段对TiO2@NMs@Zn0及TiO2@Pt@CeO2催化剂的结构差异性进行研究。通过苯甲醇光氧化及Cr（Ⅵ）光还原实验对比,证实TiO2@Ag@ZnO及TiO2@Pt@CeO2纳米复合材料均具有较好的光氧化苯甲醇和光还原Cr（Ⅵ）的性能。结果表明,不同的壳型光催化剂与不同的助催化剂有效的结合可以提高非均相光催化活性。4.我们也探索无机半导体和有机半导体共复合对催化剂光催化性能的影响。制备无机与有机共复合TiO2@Pt@C3N4纳米材料,结合SEM、TEM、XRD、UV-Vis、PL、BET及电化学等一系列表征手段对TiO2@Pt@C3N4催化剂的结构差异性进行研究。光催化活性实验结果表明双氰胺前驱体在TiO2@Pt@C3N4上形成稳定的包覆层比其他前驱体具有更高的可见光催化活性。双壳空心球结构及贵金属夹心于纳米复合材料可以有效加速光生电子和空穴的分离和转移,从而提高光催化过程的效率。
赵明[7]（2018）在《TiO2表/界面调控及其光催化性能研究》文中研究说明世界人口激增所引起的能源危机与环境恶化是实时悬在人类头顶的利剑。为了控制事态进一步恶化,研究者们竭尽全力在寻找可替代的清洁能源以及降低环境污染的方法。光催化技术是目前最具前景的能够同时解决能源与环境两大问题的技术手段之一。而光催化反应的最终阵地位于光催化材料的表面,因此,光催化材料的表/界面调控一直备受关注。本论文以经典光催化材料TiO2为研究对象,对其表/界面进行调控,从表面电子结构和反应环境角度出发,围绕电子激发、转移和利用过程研究光催化材料的表/界面性质对光催化活性的影响。本文的具体研究内容如下:（1）调控板钛矿TiO2晶面,研究其表面电子结构对光催化性能的影响。通过调节前驱体溶液的碱度,分别得到了主要暴露{121}和{211}晶面的板钛矿TiO2,记为T121和T211。理论计算表明:相较于{211}晶面而言,{121}晶面含有较多不饱和配位的Ti原子,并拥有较高的表面能。实验结果表明:T121具备更正的价带,这种优势让T121在光催化降解RhB的实验中表现出更优异的性能。此外,态密度计算分析显示:暴露{121}表面的TiO2,电子更倾向于分布在体相材料中,不易迁移向表面发生还原产氢反应,这也是T121还原能力较弱的另一个原因。相反,T211表现出更负的导带电位,导致其光催化水分解产氢的速率最高(801?mol h-1)。因此,板钛矿TiO2的{121}晶面有利于光催化氧化半反应,而{211}晶面有利于促进光催化还原半反应。（2）构建Au@TiO2体系,采用能带结构存在差异的板钛矿TiO2(T121和T211)作为基底,研究TiO2的表面电子结构对Au@TiO2热电子转移的影响。沿用第（1）部分结论,T211具有更负的导带位置,导致Au@T211的肖特基势垒比Au@T121的势垒更大。在不同的光照强度下,表面电子结构对热电子的转移会产生不同的影响。强光条件下(可见光,?（29）400 nm,光强338 mW cm-2),热电子在Au颗粒上被激发并聚积,造成Au的费米能级负向移动,降低了Au/TiO2界面处的肖特基势垒,从而有利于热电子从Au颗粒向TiO2导带的连续注入,此时T211较负的导带电位和较快的电子转移速率成为产氢速率的控制因素,导致Au@T211在可见光下的产氢速率是Au@T121的2.5倍。而在弱光条件下(单色光,光强220 mW cm-2),热电子的聚积程度较低,肖特基势垒在一定程度上阻碍热电子转移,使Au@T211和Au@T121表观量子效率之间的差异远远小于2.5倍。因此,TiO2的表面电子结构能够影响热电子在Au/TiO2界面的转移以及在TiO2表面的转移,来进一步影响Au@TiO2的光催化性能。（3）调节反应环境,研究碱环境对光催化产氢活性的促进机制。实验发现,在强碱性环境下（pH=13.7）,Au@TiO2体系的析氢速率是中性环境下的280倍。为了研究碱性环境与TiO2之间的界面关系,探究碱环境促进产氢活性的内在机制（表面电位负移机制或甲醇氧化机制）,构建了Au@TiO2体系。这种Au@TiO2结构在可见光下,能够将质子还原反应（发生在TiO2表面,仅与表面电位移动过程相关）和电子供体氧化反应（发生在Au表面,仅与甲醇氧化过程相关）在物理空间上进行分离。为了研究碱环境促进产氢活性的主导因素,设计了两个研究路线:构建Au@ST01体系（ST01是一种商用锐钛矿相TiO2）,通过电化学法半定量的研究表面电位负移和甲醇氧化两种作用在光催化水分解产氢中的贡献比。Au@ST01体系的开路电压表明,当pH<13.5时,表面电位负移对光催化产氢活性提高的贡献比高达80%以上;即使碱度达到pH≥13.5时,贡献比也超过50%。电化学阻抗谱（EIS）和光响应电流的结果也进一步证实了这个结论;构建Au@T100和Au@T101体系(T100和T101是暴露{100}和{101}晶面的锐钛矿相TiO2),通过调控甲醇氧化作用在Au@T100和Au@T101中相同,来研究表面电位负移作用对产氢活性的影响。在实验中,产氢活性比(rH2(Au@T100)/rH2(Au@T101))呈现出不规律的波动,说明表面电位负移作用对促进光催化产氢起到主导作用。通过两条研究路线的综合研究,阐明了碱环境对光催化产氢活性的促进机制:表面电位负移作用为主导,甲醇氧化作用辅助。
葛明政[8]（2018）在《TiO2基纳米复合材料的制备及其在光催化和储能领域的应用》文中认为随着经济全球化和工业化的持续发展,环境污染、能源危机等问题日益严重,已经成为人类社会面临的亟待解决的重大问题。由于具有高比表面积、低毒性、廉价和高稳定性等优点,TiO2纳米材料广泛应于光催化降解污染物、光解水产氢和锂电池等领域,有望解决这些问题。但是,TiO2纳米材料也存在一系列缺陷。一方面,TiO2的带隙较宽,只能够吸收紫外光,对太阳光的利用率较低。另一方面,电子和空穴容易复合,光电转化率和光催化活性较低。因此,本论文通过使用碳材料、贵金属颗粒以及其他半导体材料对TiO2纳米管进行修饰改性,极大拓展了TiO2的应用范围。首先,通过简单的电化学沉积和热还原法得到了还原氧化石墨烯/二氧化钛纳米管阵列纳米管复合光催化剂（RGO/TiO2 NTAs）。在碳化的过程中,氧化石墨烯转变为还原氧化石墨烯,同时二氧化钛纳米管阵列从非晶态转变为锐钛矿或者金红石结构。修饰RGO后,由于导电性增加、光吸收率的增强以及电子空穴对的分离效率提高,RGO/TiO2 NTAs纳米复合光催化剂展现出优异的光催化性能,是未经修饰的TiO2纳米管的2.9倍。其次,通过超声辅助离子吸附反应技术将氧化铋量子点均匀地负载在TiO2纳米管的表面和内部。修饰氧化铋颗粒后,形成了p-n偏结,有效地抑制了电子和空穴对的复合。相比于未修饰的二氧化钛纳米管阵列,Bi2O3@TiO2 NTAs复合催化剂的光催化活性提高了近1倍。最后,通过超声辅助原位还原法将银纳米颗粒均匀地沉积到TiO2纳米管的表面和内部。在超声辅助下,能够避免Ag纳米颗粒的团聚,并且通过调节沉积时间和Ag NO3的反应浓度,能有效控制Ag纳米颗粒的粒径大小。修饰Ag颗粒后,由于导电性增加、可见光吸收率的增强以及电子/空穴对的分离效率提高,银/二氧化钛纳米管复合光催化剂（Ag@TiO2 NTAs）在可见光下显示出优异的光催化产氢活性,达到了30μmol cm-2h-1,并且具有优异的循环性能。除了在光催化领域的应用外,TiO2在储能领域也发挥着重要的作用。本文通过简单的方法成功制备了大容量、长寿命碳@硅/二氧化钛纳米管复合电极（C@Si/TiO2）,并系统地研究了其电化学性能研究。一方面,TiO2纳米管的三维网状孔洞为硅球提供自由膨胀的空间。另一方面,TiO2纳米管提供电子/离子高速传递的路径,有利于稳定固体电解质界面膜（SEI）。与单纯的Si电极和C@Si复合电极相比,C@Si/TiO2纳米复合电极的容量超过了1000 m Ah g-1,并且显示出优异的倍率性能和循环稳定性。组装全电池后进行测试,该电池仍能保持优异的倍率性能和循环寿命,能量密度高达368 Wh kg-1。本文通过不同的方法对TiO2进行修饰改性,明显改善了TiO2基纳米复合物的性能,尤其是光催化和光电转换性能。此外,利用TiO2三维网状结构建了高能量密度的C@Si/TiO2纳米复合电极,这种策略可以应用到其他导电性差、容易形成不稳定的SEI膜的大容量电极材料（锗、锡、磷等）,具有潜在的实际应用价值。本论文中新型TiO2基纳米复合材料的设计和制备具有创新性,获得的结果对于解决纺织印染领域的染料污染问题和构建可穿戴能源器件具有重要的实践和指导意义。
曾德乾[9]（2018）在《半导体基异质结构纳米晶的液相法制备、结构调控及其光催化性能研究》文中指出半导体基复合纳米晶光催化剂能充分利用各组元之间协同作用和界面效应,可以具有增强的物理和化学性能或产生单组元不具备的新性能,是一种新颖高效的催化剂。尽管如此,到目前为止,半导体基复合纳米晶的制备及性能优化依然面临巨大的挑战。其一:由于半导体组元与其他不同组元之间往往存在较大的晶格失配度,而在纳米尺度上制备出具有稳定异质结构的半导体基复合纳米晶尤为困难;其二:由于不同组元的形核和生长所需要的条件环境迥异,导致均一尺寸和形貌规整的半导体基复合纳米晶的合成存在一定的阻碍,如何通过调控半导体基复合纳米晶的形貌结构来研究其相应的光学、电学、磁学、催化等性能之间的关系是值得深入研究的课题;其三:作为实际应用于工业生产和日常生活的半导体基复合纳米光催化剂,应当尽量避免使用成本昂贵的贵金属,因此对半导体基复合纳米晶的原材料选择、实验设计以及性能优化等都值得深入研究。本博士论文,通过液相法可控合成了多个系列的复合异质结构的半导体基复合纳米晶,以ZnO,g-C3N4,ZnIn2S4等半导体为主要的基元,通过将半导体组元与特定的金属、金属磷化物、金属硒化物等组元复合,构建相应的复合纳米结构体系。本文通过一系列的实验对其半导体基复合纳米晶的形貌结构和成分进行调控,深入研究并提出形貌可控的复合纳米结构的可能形成机理,并重点探究了半导体基复合纳米晶的结构、成分与其光学、磁学和光催化特性之间的关系。主要的研究内容和结果如下:（1）采用化学液相法合成了三种不同结构的Ni-Au-ZnO复合纳米晶,包括多支架,火柴棒状以及角锥状的Ni-Au-ZnO复合纳米晶。通过先制备特定形貌的Au-ZnO双组元金属-半导体复合纳米晶,然后在此基础上通过注射Ni的前驱体的方法引入了磁性组元Ni,此方法没有改变之前形成的Au-ZnO的特定形貌,还能构建形成三组元的Ni-Au-ZnO金属-半导体复合纳米晶,实现了多金属组元和半导体组元在纳米尺度的可控复合。此外,通过引入磁性金属组元,赋予三组元的复合纳米晶独特的磁性特性。在光催化活性测试中,与多支架和角锥状的Ni-Au-ZnO复合纳米晶相比,火柴棒状的Ni-Au-ZnO纳米棒具有更加优异的光催化降解罗丹明B的性能。（2）通过快速热注射ZnO前驱体的方法,在预先形成的Ni纳米晶的表面形核生长ZnO纳米晶,制备得到花状的Ni-ZnO双组元复合纳米晶。制备得到的Ni-ZnO复合纳米晶的Ni核的大小可以在25-50 nm范围内进行调控。所合成的Ni-ZnO复合纳米晶具有室温铁磁性的特点,及具有磁性可控的特性,在光催化降解罗丹明B中具有优异的催化活性和稳定性。（3）通过化学液相法,合理的选择搭配特定的前驱体、反应参数等实验条件,通过注射ZnO的前驱体的方式,在原位形成的特定形貌的Cu纳米晶的表面外延生长形状各异的ZnO纳米晶,最后得到不同形貌结构的Cu-ZnO复合纳米晶。此外,通过引入磁性组元Ni,最终得到了新颖结构的Cu@CuNi-ZnO复合纳米结构,其具有室温超顺磁性。所合成的复合纳米晶有独特的光学特性,且复合纳米晶呈现出高效的光催化活性。（4）通过液相的超声自组装复合的方法,将零维的Ni12P5纳米颗粒作为助催化剂负载到二维的半导体组元石墨相碳化氮（g-C3N4）,制备得到了 Ni12P5/g-C3N4的复合异质结构光催化剂。将此g-C3N4基复合体系应用于可见光（λ>420 nm）分解水产氢的应用中,调控负载的磷化物成分比例,可以得到最优的光催化产氢性能。Ni12P5的最佳负载量为5%,其产氢速率为535.7 μmol g-1 h-1,在420 nm处的表观量子产率（AQY）达到4.67%。（5）采用简单的“一锅法”,以三甘醇作为溶剂,制备得到超薄纳米片自组装形成的多级结构的ZnIn2S4亚微米球,然后通过液相复合的方法将ZnIn2S4与层状的MoSe2复合,制备得到ZnIn2S4/MoSe2异质结构型的复合体系。通过光催化产氢的实验测试,在2%的MoSe2负载下,ZnIn2S4/MoSe2复合体系的可见光（λ>420nm）的产氢速率为2228μmolg-1h-1,其表观量子产率（AQY）为21.39%（420 nm）,并具有优异的稳定性。
陈薇[10]（2018）在《基于可修饰胶原纤维构建介孔钛基纳米催化剂及性能研究》文中研究说明胶原纤维（CF）是废弃动物质资源的主要成分,来源广泛、价廉易得,具有特殊的化学特性和天然的介观结构,其分子上丰富的活性基团易与植物多酚和Ti4+等金属离子结合。而杨梅单宁（BT）作为一种天然植物多酚,其分子上含有大量的邻位酚羟基,也可与多种金属离子形成稳定的五元鳌合环,同时其苯分子的骨架架构具有有效的空间位阻,可作为一种优良的稳定剂来防止纳米颗粒的团聚。因此,胶原纤维接枝杨梅单宁是制备纤维态介孔钛基纳米催化剂的理想生物模板。传统上,钛基纳米催化剂多用于光催化剂,但一直存在禁带宽度大,可见光催化活性弱的问题,常采用金属离子掺杂的手段提高TiO2的可见光催化活性。基于此,本文以杨梅单宁接枝胶原纤维为生物模板,无机金属盐为前驱体,合成出了一系列纤维状金属离子掺杂的介孔TiO2纳米光催化剂,主要研究内容如下:（1）制备Ag掺杂TiO2纳米光催化剂,所制备的催化剂具有均一的介孔结构,完整保存了胶原纤维天然的多级纤维形貌和介观结构。在制备条件的优化中,样品的煅烧温度和Ag的掺杂量都存在一个最佳值,500 ℃和Ag/Ti摩尔比为0.2时,样品的晶相为单一锐钛矿型,晶粒尺寸为7.1nm,明显小于TiO2的9.7nm;比表面积为111.65 m2/g显着高于Ti02的62.21 m2/g;带隙能为2.451 eV,明显小于TiO2的3.131 eV;在可见光下对甲基橙溶液的降解率在40 min内即达到90.3%,远高于未掺杂TiO2的4.34%。可见,掺杂Ag明显提高了TiO2的可见光催化活性。（2）制备Bi掺杂介孔Bix/TiO2纳米纤维光催化剂,该催化剂也完整的复制了胶原纤维的特殊形貌。Bi的掺杂能很好地抑制晶粒的生长,提高催化剂的比表面积,使Ti02的吸收边发生红移。在最佳煅烧温度500 ℃和掺杂量0.02（Bi/Ti摩尔比）下,Bi0.02/TiO2的吸收边红移至448nm,可见光照射60min时,样品对亚甲基蓝溶液的降解率便达93.1%,远高于未掺杂TiO2的41.9%。（3）制备Sn掺杂介孔Ti02纳米纤维,在制备过程中发现,一定量的Sn掺杂会使样品同时具有金红石相和锐钛矿相。例如,在500 ℃的烧温度下,Sn0.03/TiO2纤维就为混晶结构,并且其吸收光谱的红移程度最大为426nm,禁带宽度下降至2.911 eV。此外,锻烧温度和掺杂量会对金红石相产生较大影响,适量金红石相有利于提高催化活性,因此500 ℃下煅烧的Sn0.03/TiO2样品具有最高的催化活性,可见光下,80min内对罗丹明B的降解率为99.1%,显着高于未掺杂TiO2的44.5%。
二、Photoelectrocatalytic properties and reactivity of Ti/Au-TiO_2 mesh electrodes（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Photoelectrocatalytic properties and reactivity of Ti/Au-TiO_2 mesh electrodes（论文提纲范文）
（1）二氧化钛负载金或铂催化CO氧化或水煤气变换反应的构效关系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 二氧化钛(TiO_2)在非均相催化中的应用 |
| 1.1.1 TiO_2的结构和性质 |
| 1.1.2 TiO_2负载的贵金属催化剂 |
| 1.2 CO氧化反应 |
| 1.2.1 Au负载型催化剂的活性影响因素 |
| 1.2.2 Au负载型催化剂的反应机理 |
| 1.3 水煤气变换反应 |
| 1.3.1 Pt负载型催化剂的活性影响因素 |
| 1.3.2 Pt负载型催化剂的反应机理 |
| 1.4 本论文的研究思路,研究内容及创新性 |
| 1.4.1 研究思路 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 创新性 |
| 1.5 参考文献 |
| 第二章 氢化TiO_2对Au/TiO_2催化剂催化CO氧化的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 催化剂的制备 |
| 2.2.2 催化剂的表征 |
| 2.2.3 催化剂的性能和动力学测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Au/TiO_2的结构特性 |
| 2.3.2 Au/TiO_2催化CO氧化的性能 |
| 2.3.3 Au/TiO_2催化CO氧化的构效关系 |
| 2.4 结论 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 CeO_2-TiO_2复合材料负载Pt催化水煤气变换反应的性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 催化剂的制备 |
| 3.2.2 催化剂的表征 |
| 3.2.3 催化剂的性能和动力学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Pt负载型催化剂的结构特性 |
| 3.3.2 Pt负载型催化剂催化WGS反应的性能 |
| 3.3.3 Pt负载型催化剂催化WGS反应的构效关系 |
| 3.4 结论 |
| 3.5 参考文献 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表的论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
| 附件 |
（2）红色TiO2的制备及光生电荷分离特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化研究概述 |
| 1.2.1 非均相光催化简介 |
| 1.2.2 光催化基本原理 |
| 1.2.3 半导体光催化材料 |
| 1.2.4 光催化分解水进展 |
| 1.3 氧化钛光催化材料 |
| 1.3.1 TiO_2晶相及能带结构 |
| 1.3.2 TiO_2的能带弯曲 |
| 1.3.3 TiO_2基光催化剂载流子动力学 |
| 1.3.4 TiO_2单体材料全分解水研究 |
| 1.4 增强TiO_2可见光吸收与电荷分离特性的策略 |
| 1.4.1 异质原子掺杂增强可见光吸收 |
| 1.4.2 氧空位增强可见光吸收 |
| 1.4.3 构建异质结构增强光生电荷分离 |
| 1.4.4 助催化剂增强光生电荷分离 |
| 1.5 红色二氧化钛光催化材料 |
| 1.5.1 掺杂剂分布对可见光吸收的影响 |
| 1.5.2 红色二氧化钛的制备 |
| 1.5.3 红色二氧化钛面临的挑战 |
| 1.6 本论文的研究内容及意义 |
| 第2章 材料的结构表征与性能测试 |
| 2.1 结构表征 |
| 2.1.1 扫描电子显微镜 |
| 2.1.2 透射电子显微镜 |
| 2.1.3 X射线衍射 |
| 2.1.4 拉曼光谱 |
| 2.1.5 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.1.6 热分析 |
| 2.1.7 X射线光电子谱 |
| 2.1.8 紫外可见吸收光谱 |
| 2.1.9 电子顺磁共振谱 |
| 2.1.10 核磁共振谱 |
| 2.1.11 原位电镜I-V曲线 |
| 2.1.12 聚焦离子束(FIB) |
| 2.2 光催化材料的性能分析 |
| 2.3 光电化学测试 |
| 第3章 均相N掺杂红色TiO_2的制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 均相B/N共掺杂红色二氧化钛的制备机制 |
| 3.3.2 红色二氧化钛的形貌与物相 |
| 3.3.3 红色二氧化钛均相掺杂分析 |
| 3.3.4 红色二氧化钛的带对带可见光吸收谱 |
| 3.3.5 红色二氧化钛的缺陷与导电性 |
| 3.3.6 光催化分解水性能研究 |
| 3.4 本章总结 |
| 第4章 红色TiO_2可见光下析氢和析氧性能的转换 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 表面带弯计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 不同均相掺杂浓度红色TiO_2的形貌及物相分析 |
| 4.3.2 不同均相掺杂浓度红色TiO_2的元素化学状态及体相缺陷 |
| 4.3.3 不同均相掺杂浓度红色TiO_2的光吸收特性及带边位置 |
| 4.3.4 不同均相掺杂浓度红色TiO_2的光生电荷转移动力学 |
| 4.3.5 不同均相掺杂浓度红色TiO_2的光催化活性研究 |
| 4.3.6 不同均相掺杂浓度红色TiO_2的能带结构分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Ti_(0.91)O_2纳米片/红色TiO_2异质结构 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 光生电荷反应位示踪 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Ti_(0.91)O_2纳米片/红色TiO_2异质结构的形貌与物相表征 |
| 5.3.2 Ti_(0.91)O_2纳米片/红色TiO_2异质结构的光学性质 |
| 5.3.3 Ti_(0.91)O_2纳米片/红色TiO_2异质结构的光生电荷转移 |
| 5.3.4 Ti_(0.91)O_2纳米片/红色TiO_2异质结构的光催化性能 |
| 5.3.5 Tio.91O2纳米片/红色TiO_2异质结构的能带结构 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结及展望 |
| 6.1 论文的主要结论和创新点 |
| 6.2 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文及申请专利 |
| 作者简介 |
（3）高效光电极的设计与制备及其光电催化分解水的应用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 第一节 半导体光电催化 |
| 1.1.1 引言 |
| 1.1.2 半导体光电催化分解水的基本原理 |
| 1.1.3 半导体光电催化分解水的主要形式 |
| 1.1.4 表征半导体光电催化性能的重要参数 |
| 1.1.5 影响半导体光电催化性能的关键因素 |
| 第二节 半导体光电极的研究现状 |
| 1.2.1 光电催化分解水对光电极材料的要求 |
| 1.2.2 光阴极材料的研究进展与不足 |
| 1.2.3 光阳极材料的研究进展与不足 |
| 第三节 半导体光电催化分解水的研究现状 |
| 1.3.1 光电催化分解水的研究进展与不足 |
| 1.3.2 提高光电催化分解水性能的有效策略 |
| 第四节 选题意义及研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 Ag掺杂(Cu_(1-x)Ag_x)_2ZnSnS_4光电极并提高其光电催化分解水性能的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 光电极的制备 |
| 2.2.3 材料测试与表征 |
| 2.2.4 光电催化性能测试 |
| 2.2.5 光催化析氢性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 结构与形貌表征 |
| 2.3.2 Ag掺杂对(Cu_(1-x)Agx)_2ZnSnS_4固溶体光学性质的影响 |
| 2.3.3 Ag掺杂增强(Cu_(1-x)Agx)_2ZnSnS_4光催化和光电催化性能的研究 |
| 2.3.4 Ag掺杂影响(Cu_(1-x)Agx)_2ZnSnS_4光电催化性能和导电类型的机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 电沉积法制备Ag_2ZnSnS_4光阳极及其高效光电催化分解水性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 光阳极的制备 |
| 3.2.3 材料测试与表征 |
| 3.2.4 光电催化性能测试 |
| 3.2.5 理论计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构与形貌表征 |
| 3.3.2 光电催化性能分析 |
| 3.3.3 TiO_2原子沉积层修饰增强AZTS光电稳定性的讨论 |
| 3.3.4 AZTS高效光电催化分解水的机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 类印刷法制备大尺寸BiVO_4纳米光阳极及其高效光电催化分解水性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 光阳极的制备 |
| 4.2.3 材料测试与表征 |
| 4.2.4 光电催化性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 合成方法可行性分析 |
| 4.3.2 结构与形貌表征 |
| 4.3.3 NiOOH助催化剂修饰增强光电催化性能的讨论 |
| 4.3.4 大尺寸BiVO_4光阳极高效分解水效率与稳定性的分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 四方锆石相BiVO_4光阴极与单斜白钨矿相BiVO_4光阳极构筑光电解池实现无偏压太阳光分解水性能的研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 Pt助催化剂修饰四方钴石相BiVO_4纳米晶光阴极的光电催化性能的研究 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 实验部分 |
| 5.2.3 结果与讨论 |
| 5.2.4 本节小结 |
| 第三节 Co-Pi助催化剂修饰单斜白钨矿相BiVO_4纳米多孔光阳极的光电催化性能的研究 |
| 5.3.1 引言 |
| 5.3.2 实验部分 |
| 5.3.3 结果与讨论 |
| 5.3.4 本节小结 |
| 第四节 基于不同晶相的BiVO_4光电极设计光电解池实现无偏压太阳能分解水性能的研究 |
| 5.4.1 引言 |
| 5.4.2 实验部分 |
| 5.4.3 结果与讨论 |
| 5.4.4 本节小结 |
| 第五节 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的获奖情况、公开发表的论文及申请专利 |
| 附录:英文论文原文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）基于半导体纳米材料的光电化学适配体传感器检测重金属离子的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光电活性材料 |
| 1.1.1 无机半导体材料 |
| 1.1.2 有机半导体材料 |
| 1.1.3 复合半导体材料 |
| 1.1.4 其他材料 |
| 1.2 光电化学生物传感 |
| 1.2.1 直接光电化学检测 |
| 1.2.2 光电化学酶分析 |
| 1.2.3 光电化学免疫分析 |
| 1.2.4 光电化学核酸检测 |
| 1.3 适配体 |
| 1.4 重金属的危害及检测 |
| 1.5 本文工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于纳米TiO_2和金纳米星的光电化学适配体传感器检测Hg(Ⅱ)的应用研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 仪器与试剂 |
| 2.2.2 Hg(Ⅱ)光电化学适配体传感器的制备 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 TiO_2纳米棒与金纳米星的表征 |
| 2.3.2 不同材料修饰电极的阻抗测试及光电性能测试 |
| 2.3.3 实验条件的优化 |
| 2.3.4 Hg(Ⅱ)的分析检测 |
| 2.3.5 传感器的特异性、稳定性和重复性 |
| 2.3.6 实际样品的测定 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于ZnO纳米棒光电化学适配体传感器的构建及Pb(Ⅱ)检测的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 仪器与试剂 |
| 3.2.2 ZnO/ITO修饰电极的制备 |
| 3.2.3 Pb(Ⅱ)光电化学适配体传感器的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 ZnO修饰电极的表征 |
| 3.3.2 不同材料修饰电极的光电性能测试 |
| 3.3.3 实验条件的优化 |
| 3.3.4 Pb(Ⅱ)的分析检测 |
| 3.3.5 传感器的特异性和稳定性 |
| 3.3.6 实际样品的测定 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于ZnO-TiO_2纳米复合材料的光电化学适配体传感器检测Cd(Ⅱ)的应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 仪器与试剂 |
| 4.2.2 ZnO-TiO_2 纳米复合材料的制备 |
| 4.2.3 羧基化g-C_3N_4的制备 |
| 4.2.4 Cd(Ⅱ)光电化学适配体传感器的构建 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 ZnO-TiO_2和g-C_3N_4 的表征 |
| 4.3.2 不同材料修饰电极的光电性能测试 |
| 4.3.3 实验条件的优化 |
| 4.3.4 Cd(Ⅱ)的分析检测 |
| 4.3.5 传感器的特异性和稳定性 |
| 4.3.6 实际样品的测定 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于CdS敏化TiO_2复合材料的光电化学适配体传感器检测Pb(Ⅱ)的应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 仪器与试剂 |
| 5.2.2 CdS-TiO_2 纳米复合材料的制备 |
| 5.2.3 槲皮素铜配合物(QC-Cu)的制备 |
| 5.2.4 Pb(Ⅱ)光电化学适配体传感器的构建 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 CdS-TiO_2 纳米复合材料和QC-Cu的表征 |
| 5.3.2 不同材料修饰电极的光电性能测试 |
| 5.3.3 实验条件的优化 |
| 5.3.4 Pb(Ⅱ)的分析检测 |
| 5.3.5 传感器的特异性、稳定性和重复性 |
| 5.3.6 实际样品的测定 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 基于ZnO-还原氧化石墨烯复合材料的光电化学适配体传感器用于Cd(Ⅱ)检测的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 仪器与试剂 |
| 6.2.2 Au/ZnO-rGO修饰电极的制备 |
| 6.2.3 Cd(Ⅱ)光电化学适配体传感器的构建 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 纳米复合材料的表征 |
| 6.3.2 不同材料修饰电极的光电性能测试 |
| 6.3.3 实验条件的优化 |
| 6.3.4 Cd(Ⅱ)的分析检测 |
| 6.3.5 样品的测定 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 结论与展望 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（5）聚合物表面紫外臭氧改性研究及座舱盖电磁屏蔽膜层的制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 透明导电薄膜概述 |
| 1.2.1 金属薄膜 |
| 1.2.2 金属网栅 |
| 1.2.3 金属氧化物薄膜 |
| 1.2.4 碳材料薄膜 |
| 1.2.5 复合型薄膜 |
| 1.3 提高金属薄膜与聚合物基底结合强度的方法 |
| 1.3.1 表面粘附层 |
| 1.3.2 化学试剂处理 |
| 1.3.3 等离子体处理 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 材料制备与实验方法 |
| 2.1 实验设计 |
| 2.2 实验方案 |
| 2.2.1 紫外臭氧改性PMMA |
| 2.2.2 Au膜的制备 |
| 2.2.3 TiO2 薄膜的制备 |
| 2.3 样品的制备与表征方法 |
| 2.3.1 磁控溅射 |
| 2.3.2 厚度表征 |
| 2.3.3 结构表征 |
| 2.3.4 成分表征 |
| 2.3.5 光学性能表征 |
| 2.3.6 电学性能表征 |
| 2.3.7 力学性能表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 PMMA表面紫外臭氧改性研究 |
| 3.1 表面形貌和粗糙度 |
| 3.2 表面水接触角 |
| 3.3 衰减全反射傅里叶红外光谱分析 |
| 3.4 膜基结合强度测试 |
| 3.5 紫外臭氧改性作用机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 磁控溅射制备金膜与二氧化钛薄膜及其结构与性能研究 |
| 4.1 Au膜的光/电性能研究 |
| 4.1.1 光学性能 |
| 4.1.2 电学性能 |
| 4.2 TiO_2 薄膜的结构和性能研究 |
| 4.2.1 沉积速率 |
| 4.2.2 薄膜的微结构 |
| 4.2.3 成分和化学键键合态 |
| 4.2.4 光学性能 |
| 4.2.5 显微硬度 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 座舱盖电磁屏蔽薄膜的制备与性能测试 |
| 5.1 金属叠层结构透明导电机理分析 |
| 5.2 基于椭圆偏振法的薄膜光学性能研究 |
| 5.2.1 椭圆偏振法介绍 |
| 5.2.2 常用光学色散模型 |
| 5.2.3 薄膜光学常数 |
| 5.3 座舱盖电磁屏蔽薄膜光/电性能 |
| 5.3.1 光学性能 |
| 5.3.2 电学性能 |
| 5.4 电磁屏蔽薄膜的涡流无损检测 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（6）TiO2基纳米空心球光催化处理环境污染物及其机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略语中英文对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TiO_2基纳米材料在环境领域的应用概况 |
| 1.2.1 TiO_2基纳米材料在光处理重金属方面的应用 |
| 1.2.2 TiO_2基纳米材料在光降解有机污染物方面的应用 |
| 1.2.3 TiO_2基纳米材料在光氧化苯甲醇方面的应用 |
| 1.2.4 TiO_2基光催化纳米材料在环境应用方面存在的不足 |
| 1.3 常见的复合金属氧化物纳米材料结构 |
| 1.3.1 无定型复合金属氧化物纳米材料 |
| 1.3.2 单壳层或多壳层复合金属氧化物空心结构 |
| 1.3.3 核壳型纳米复合金属氧化物结构 |
| 1.3.4 Yolk-shell型纳米复合金属氧化物结构 |
| 1.4 论文的科学问题和技术路线 |
| 1.4.1 壳壳复合 |
| 1.4.2 共催化剂夹层 |
| 1.4.3 有机-无机有序复合 |
| 1.5 论文的组成 |
| 参考文献 |
| 第2章 TiO_2纳米空心球尺寸对Cr(Ⅵ)光还原活性影响研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验仪器 |
| 2.2.2 实验试剂 |
| 2.2.3 催化剂制备 |
| 2.2.4 Cr(Ⅵ)光还原活性测试 |
| 2.2.5 电化学性能测试 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 TiO_2空心球结构 |
| 2.3.2 Cr(Ⅵ)光还原活性测试 |
| 2.3.3 不同尺寸TiO_2@WO_3/Au空心球结构及其Cr(Ⅵ)光还原活性 |
| 2.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第3章 双壳夹心TiO_2@Au@CeO_2空心球光催化降解污染物及光还原Cr(Ⅵ)研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验仪器 |
| 3.2.2 实验试剂 |
| 3.2.3 催化剂制备 |
| 3.2.4 光催化活性测试 |
| 3.2.5 Cr(Ⅵ)光还原活性测试 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 双壳TiO_2@Au@CeO_2空心球结构 |
| 3.3.2 双壳TiO_2@Au@CeO_2空心球光催化性能 |
| 3.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第4章 双壳夹心TiO_2@Pt@CeO_2及TiO_2@NMs@ZnO空心球光还原Cr(Ⅵ)及光氧化苯甲醇性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验仪器 |
| 4.2.2 实验试剂 |
| 4.2.3 催化剂制备 |
| 4.2.4 Cr(Ⅵ)光还原活性测试 |
| 4.2.5 苯甲醇光催化氧化 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 双壳夹心TiO_2@Pt@CeO_2空心球结构 |
| 4.3.2 双壳夹心TiO_2@Pt@CeO_2空心球光催化性能 |
| 4.3.3 双壳夹心TiO_2@Pt@ZnO空心球结构 |
| 4.3.4 双壳夹心TiO_2@Pt@ZnO空心球光氧化苯甲醇及其机理研究 |
| 4.3.5 TiO_2@Pt@ZnO空心球负载贵金属种类对催化性能的影响 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第5章 双壳夹心TiO_2@Pt@C_3N_4空心球光催化性能协同增强机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验仪器 |
| 5.2.2 实验试剂 |
| 5.2.3 催化剂制备 |
| 5.2.4 吸附活性和光催化活性测试 |
| 5.2.5 电化学性能测试 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 双壳夹心型TiO_2@Pt@C_3N_4空心球结构 |
| 5.3.2 双壳夹心型TiO_2@Pt@C_3N_4空心球光催化性能 |
| 5.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第6章 研究总结与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 论文的创新点 |
| 6.3 不足之处 |
| 6.4 研究展望 |
| 攻读博士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（7）TiO2表/界面调控及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体光催化研究进展 |
| 1.2.1 基本原理 |
| 1.2.2 光催化技术发展史 |
| 1.3 纳米光催化材料表面研究 |
| 1.4 二氧化钛研究进展 |
| 1.4.1 二氧化钛概述 |
| 1.4.2 二氧化钛的晶型结构 |
| 1.4.3 二氧化钛表面研究进展 |
| 1.4.4 二氧化钛可见光改性 |
| 1.5 碱性化促进光催化性能的研究进展 |
| 1.6 本文的研究意义和研究内容 |
| 第2章 实验材料、仪器及分析方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器及设备 |
| 2.3 样品表征方法 |
| 2.3.1 物相分析 |
| 2.3.2 形貌分析 |
| 2.3.3 光物理性质分析 |
| 2.3.4 比表面积分析 |
| 2.3.5 光电化学测试 |
| 2.3.6 光催化活性评价 |
| 2.3.7 光源及滤光片 |
| 第3章 暴露{121}和{211}晶面的板钛矿TiO_2光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 板钛矿TiO_2(T_(121)和T_(211))纳米单晶制备 |
| 3.2.2 TiO_2 薄膜制备 |
| 3.2.3 样品表征参数 |
| 3.2.4 理论计算参数 |
| 3.2.5 光电化学参数 |
| 3.2.6 光催化活性评价参数 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 板钛矿TiO_2物相及晶体结构分析 |
| 3.3.2 板钛矿TiO_2形貌及暴露晶面分析 |
| 3.3.3 {121}和{211}晶面理论计算模拟 |
| 3.3.4 {121}和{211}晶面能带结构分析 |
| 3.3.5 板钛矿TiO_2光催化活性评价 |
| 3.3.6 板钛矿TiO_2光电性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 能带结构影响Au@TiO_2体系热电子转移过程研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 样品表征参数 |
| 4.2.3 光电化学参数 |
| 4.2.4 光催化活性评价参数 |
| 4.2.5 理论计算参数 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Au@TiO_2 晶体结构、物理光学及形貌分析 |
| 4.3.2 Au@TiO_2 光催化产氢性能 |
| 4.3.3 Au@TiO_2 体系在强光条件下热电子转移行为 |
| 4.3.4 Au@TiO_2 体系在弱光条件下热电子转移行为 |
| 4.3.5 能带结构对Au@TiO_2体系热电子转移过程影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 碱性环境促进光催化产氢活性机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备 |
| 5.2.1 暴露高活性晶面锐钛矿二氧化钛制备 |
| 5.2.2 Au@TiO_2 复合材料制备 |
| 5.2.3 Au@TiO_2 薄膜制备 |
| 5.2.4 样品表征参数 |
| 5.2.5 光电化学参数 |
| 5.2.6 光催化活性评价参数 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 研究路线A:构建Au@ST01 体系 |
| 5.3.2 研究路线B:构建Au@T100和Au@T101体系 |
| 5.3.3 碱性环境促进光催化产氢活性机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结与创新点 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）TiO2基纳米复合材料的制备及其在光催化和储能领域的应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二氧化钛纳米管的研究现状 |
| 1.2.1 二氧化钛纳米管的制备 |
| 1.2.2 二氧化钛纳米管的改性 |
| 1.2.3 二氧化钛纳米管的应用 |
| 1.3 本课题提出的意义、主要研究内容及创新点 |
| 1.3.1 本课题提出的意义 |
| 1.3.2 本课题的主要内容 |
| 1.3.3 本课题的创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 RGO/TiO_2NTAs纳米复合催化剂的制备及其光催化性能研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 光催化剂的制备 |
| 2.2.4 样品表征 |
| 2.2.5 RGO/TiO_2NTAs纳米复合催化剂光电流测试 |
| 2.2.6 RGO/TiO_2NTAs纳米复合催化剂光降解甲基橙(MO)活性 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 TiO_2纳米管阵列的形貌及结构表征 |
| 2.3.2 RGO/TiO_2NTAs纳米复合物的形貌及微观结构分析 |
| 2.3.3 晶体结构分析 |
| 2.3.4 傅里叶变换红外光谱分析 |
| 2.3.5 XPS表面元素成分分析 |
| 2.3.6 紫外-可见漫反射吸收光谱分析 |
| 2.3.7 荧光图谱分析 |
| 2.3.8 样品光电性能研究 |
| 2.3.9 样品光催化性能研究 |
| 2.3.10 样品光催化稳定性研究 |
| 2.3.11 样品光催化机理研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Bi_2O_3/TiO_2NTAs纳米复合催化剂的制备及其光催化性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 光催化剂的制备 |
| 3.2.4 样品表征 |
| 3.2.5 Bi_2O_3/TiO_2NTAs纳米复合催化剂光电流测试 |
| 3.2.6 Bi_2O_3/TiO_2NTAs纳米复合催化剂光降解甲基橙活性 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 不同沉积次数对表观形貌及成分组成的影响 |
| 3.3.2 样品内部形貌及成分组成分析 |
| 3.3.3 样品晶体结构分析 |
| 3.3.4 XPS表面元素成分分析 |
| 3.3.5 紫外-可见漫反射图谱分析 |
| 3.3.6 荧光图谱分析 |
| 3.3.7 瞬态荧光光谱分析 |
| 3.3.8 样品光电性能研究 |
| 3.3.9 样品交流阻抗测试 |
| 3.3.10 样品光催化性能研究 |
| 3.3.11 样品光催化稳定性研究 |
| 3.3.12 样品光催化机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Ag/TiO_2NTAs纳米复合催化剂的制备及其光解水性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 药品 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 光催化剂的制备 |
| 4.2.4 样品表征 |
| 4.2.5 Ag/TiO_2NTAs纳米复合催化剂光电流测试 |
| 4.2.6 Ag/TiO_2NTAs纳米复合催化剂光催化分解水产氢性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Ag/TiO_2NTAs纳米复合催化剂的表观形貌及组成成分表征 |
| 4.3.2 样品内部形貌表征 |
| 4.3.3 样品晶体结构分析 |
| 4.3.4 XPS表面元素成分分析 |
| 4.3.5 紫外-可见漫反射图谱分析 |
| 4.3.6 荧光图谱分析 |
| 4.3.7 瞬态荧光光谱分析 |
| 4.3.8 样品光电性能研究 |
| 4.3.9 样品交流阻抗测试 |
| 4.3.10 样品光催化分解水产氢性能研究 |
| 4.3.11 样品光解水产氢稳定性研究 |
| 4.3.12 样品光解水产氢机理研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 C@Si/TiO_2纳米复合电极的制备及其电化学性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验药品 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 电极材料的制备 |
| 5.2.4 样品表征 |
| 5.2.5 C@Si/TiO_2复合电极电化学性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 TiO_2纳米管的形貌及结构表征 |
| 5.3.2 C@Si/TiO_2纳米复合电极的形貌表征 |
| 5.3.3 样品微观结构及成分组成分析 |
| 5.3.4 样品的热重分析 |
| 5.3.5 样品晶体结构分析 |
| 5.3.6 XPS表面元素成分分析 |
| 5.3.7 拉曼图谱分析 |
| 5.3.8 不同Si含量的C@Si/TiO_2纳米复合电极的在充放电循环中的表观形貌及性能分析 |
| 5.3.9 C@Si/TiO_2纳米复合电极半电池的电化学性能研究 |
| 5.3.10 C@Si/TiO_2纳米复合电极全电池的电化学性能研究 |
| 5.3.11 样品循环稳定性机理研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文的主要贡献及结论 |
| 6.2 论文的不足和展望 |
| 攻读博士学位期间发表的论文、专利及获奖情况 |
| 致谢 |
（9）半导体基异质结构纳米晶的液相法制备、结构调控及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 复合纳米晶的可控合成与应用 |
| 1.2.1 复合纳米晶的概述 |
| 1.2.2 液相法制备纳米晶的研究进展 |
| 1.2.2.1 单组元纳米晶的形貌调控 |
| 1.2.2.2 复合纳米晶的形貌调控 |
| 1.3 半导体光催化剂的研究进展 |
| 1.3.1 半导体材料简介 |
| 1.3.2 半导体光催化的技术原理 |
| 1.3.3 提高半导体光催化性能的方法 |
| 1.3.3.1 半导体的形貌结构 |
| 1.3.3.2 半导体能带结构的调节 |
| 1.3.3.3 贵金属的表面沉积 |
| 1.3.3.4 助催化剂的负载 |
| 1.3.3.5 复合半导体 |
| 1.4 半导体光催化剂的应用 |
| 1.4.1 光催化降解染料废水 |
| 1.4.2 光催化分解水制氢 |
| 1.4.3 其他光催化应用 |
| 1.5 本论文的选题依据与研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 Ni-Au-ZnO复合纳米晶的合成与光催化性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验 |
| 2.2.1 化学药品 |
| 2.2.2 不同结构的Ni-Au-ZnO复合纳米晶的制备 |
| 2.2.3 样品表征 |
| 2.2.4 光催化性能测试 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 形貌与结构表征 |
| 2.3.2 形成机理 |
| 2.3.3 光学性能 |
| 2.3.4 磁学特性 |
| 2.3.5 光催化性能研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 花状Ni-ZnO复合纳米晶的制备及光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 化学药品 |
| 3.2.2 花状Ni-ZnO复合纳米晶的制备 |
| 3.2.3 样品表征 |
| 3.2.4 光催化活性测试 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 形貌与结构表征 |
| 3.3.2 形成机理 |
| 3.3.3 磁学特性 |
| 3.3.4 光催化性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Cu-ZnO及Cu@CuNi-ZnO复合纳米晶的可控制备及表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 化学药品 |
| 4.2.2 Cu-ZnO复合纳米晶的可控制备 |
| 4.2.3 Cu@CuNi-ZnO复合纳米晶的制备 |
| 4.2.4 样品表征 |
| 4.2.5 光催化性能测试 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 Cu-ZnO复合纳米晶的形貌与结构表征 |
| 4.3.2 形成机理 |
| 4.3.3 光学性质 |
| 4.3.4 Cu@CuNi-ZnO复合纳米晶的形貌和结构表征 |
| 4.3.5 Cu@CuNi-ZnO复合纳米晶的磁学特性 |
| 4.3.6 光催化性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 Ni_(12)P_5/g-C_3N_4复合异质结构光催化剂的制备及其可见光产氢性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 Ni_(12)P_5纳米颗粒的制备 |
| 5.2.2 二维多孔g-C_3N_4的制备 |
| 5.2.3 Ni_(12)P_5/g-C_3N_4复合纳米结构的制备 |
| 5.2.4 样品表征 |
| 5.2.5 光催化产氢测试 |
| 5.2.6 光电化学测试 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 形貌与结构表征 |
| 5.3.2 光催化产氢性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 多级结构ZnIn_2S_4/MoSe_2的制备及其可见光光催化产氢性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 ZnIn_2S_4的制备 |
| 6.2.2 MoSe_2制备 |
| 6.2.3 ZnIn_2S4/MoSe_2复合纳米结构的制备 |
| 6.2.4 样品表征 |
| 6.2.5 光催化产氢测试 |
| 6.2.6 光电化学测试 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 形貌与结构表征 |
| 6.3.2 光催化产氢性能研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 研究总结与展望 |
| 攻读博士期间研究成果 |
| 致谢 |
（10）基于可修饰胶原纤维构建介孔钛基纳米催化剂及性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 TiO_2纳米材料 |
| 1.1.1 TiO_2的合成方法 |
| 1.1.1.1 溶胶-凝胶法 |
| 1.1.1.2 水热法 |
| 1.1.1.3 沉淀法 |
| 1.1.1.4 模板法 |
| 1.1.2 模板法在TiO_2合成中的应用 |
| 1.1.2.1 非生物模板 |
| 1.1.2.2 生物模板 |
| 1.1.3 TiO_2 的缺点 |
| 1.1.4 TiO_2的修饰改进方法 |
| 1.1.4.1 贵金属沉积 |
| 1.1.4.2 离子掺杂 |
| 1.1.4.3 半导体复合 |
| 1.2 胶原纤维 |
| 1.2.1 胶原纤维及其来源 |
| 1.2.2 胶原纤维的结构与物化特性 |
| 1.2.3 胶原纤维的应用 |
| 1.2.3.1 在吸附领域的应用 |
| 1.2.3.2 在催化领域的应用 |
| 1.2.3.3 其他 |
| 1.3 研究意义与内容 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 论文创新点 |
| 第二章 Ag_x/TiO_2纤维的制备及其光催化活性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 主要实验材料与仪器 |
| 2.2.2 催化剂的制备 |
| 2.2.2.1 胶原纤维的制备(CF) |
| 2.2.2.2 胶原纤维接枝杨梅单宁的制备(BT-CF) |
| 2.2.2.3 介孔TiO_2和Ag_x/TiO_2纤维的制备 |
| 2.2.2.4 Ag_x/TiO_2纤维的制备原理 |
| 2.2.3 催化剂的表征 |
| 2.2.3.1 扫描电镜(SEM)分析 |
| 2.2.3.2 透射电镜(TEM)分析 |
| 2.2.3.3 X-射线粉末衍射(XRD)分析 |
| 2.2.3.4 低温氮气吸附脱附(BET)分析 |
| 2.2.3.5 X-射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.2.3.6 紫外可见漫反射光谱(DRS)分析 |
| 2.2.4 催化活性评价 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 场发射扫描电镜 |
| 2.3.2 透射电镜 |
| 2.3.3 X-射线粉末衍射 |
| 2.3.3.1 Ag掺杂量对TiO_2晶体结构的影响 |
| 2.3.3.2 煅烧温度对Ag_(0.2)/TiO_2晶体结构的影响 |
| 2.3.4 低温氮气吸附 |
| 2.3.4.1 Ag掺杂量对TiO_2孔道性质的影响 |
| 2.3.4.2 煅烧温度对Ag_(0.2)/TiO_2孔道性质的影响 |
| 2.3.5 X射线光电子能谱 |
| 2.3.6 紫外可见漫反射吸收光谱分析 |
| 2.3.6.1 Ag掺杂量对TiO_2光吸收性能的影响 |
| 2.3.6.2 煅烧温度对Ag_(0.2)TiO_2光吸收性能的影响 |
| 2.3.7 Ag_x/TiO_2光催化活性评价 |
| 2.3.7.1 Ag_x/TiO_2光催化降解MO溶液 |
| 2.3.7.2 Ag掺杂量对TiO_2光催化性能的影响 |
| 2.3.7.3 煅烧温度对Ag_(0.2)/TiO_2光催化性能的影响 |
| 2.3.8 Ag_(0.2)/TiO_2稳定性能研究 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 BiO_x/TiO_2纤维的制备及其催化活性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 主要实验材料与仪器 |
| 3.2.2 催化剂的制备 |
| 3.2.3 催化剂的表征 |
| 3.2.4 催化活性评价 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 场发射扫描电镜 |
| 3.3.2 X-射线粉末衍射 |
| 3.3.2.1 Bi~(3+)掺杂量对TiO_2晶体结构的影响 |
| 3.3.2.2 煅烧温度对Bi_(0.02)/TiO_2晶体结构的影响 |
| 3.3.3 低温氮气吸附 |
| 3.3.3.1 Bi~(3+)掺杂量对TiO_2孔道性质的影响 |
| 3.3.3.2 煅烧温度对Bi_(0.02)/TiO_2孔道性质的影响 |
| 3.3.4 X射线光电子能谱 |
| 3.3.5 紫外可见漫反射吸收光谱 |
| 3.3.5.1 Bi~(3+)掺杂量对TiO_2光吸收性能的影响 |
| 3.3.5.2 煅烧温度对Bi_(0.02)/TiO_2光吸收性能的影响 |
| 3.3.6 Bi_x/TiO_2光催化活性评价 |
| 3.3.6.1 Bi_x/TiO_2光催化降解MB溶液 |
| 3.3.6.2 Bi~(3+)+掺杂量对TiO_2光催化性能的影响 |
| 3.3.6.3 煅烧温度对Bi_(0.02)/TiO_2光催化性能的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 Sn_x/TiO_2纤维的制备及其光催化活性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 主要实验材料与仪器 |
| 4.2.2 催化剂的制备 |
| 4.2.3 催化剂的表征 |
| 4.2.4 催化活性评价 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 场发射扫描电镜 |
| 4.3.2 X-射线粉末衍射 |
| 4.3.2.1 Sn~(4+)掺杂量对TiO_2晶体结构的影响 |
| 4.3.2.2 锻烧温度对Sn_(0.03)/TiO_2晶体结构的影响 |
| 4.3.3 低温氮气吸附 |
| 4.3.3.1 Sn~(4+)掺杂量对TiO_2孔道性质的影响 |
| 4.3.3.2 煅烧温度对Sn_(0.03)/TiO_2孔道性质的影响 |
| 4.3.4 X-射线光电子能谱 |
| 4.3.5 紫外可见漫反射吸收光谱 |
| 4.3.5.1 Sn~(4+)掺杂量对TiO_2光吸收性能的影响 |
| 4.3.5.2 煅烧温度对Sn_(0.03)/TiO_2光吸收性能的影响 |
| 4.3.6 Sn_x/TiO_2光催化活性评价 |
| 4.3.6.1 Sn_x/TiO_2光催化降解RhB溶液 |
| 4.3.6.2 Sn~(4+)掺杂量对TiO_2光催化性能的影响 |
| 4.3.6.3 煅烧温度对Sn_(0.03)/TiO_2光催化性能的影响 |
| 4.4 小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、Photoelectrocatalytic properties and reactivity of Ti/Au-TiO_2 mesh electrodes（论文参考文献）
- [1]二氧化钛负载金或铂催化CO氧化或水煤气变换反应的构效关系研究[D]. 肖琦. 山东大学, 2021(12)
- [2]红色TiO2的制备及光生电荷分离特性研究[D]. 洪星星. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]高效光电极的设计与制备及其光电催化分解水的应用研究[D]. 梁希壮. 山东大学, 2020(10)
- [4]基于半导体纳米材料的光电化学适配体传感器检测重金属离子的研究[D]. 牛燕燕. 海南师范大学, 2020
- [5]聚合物表面紫外臭氧改性研究及座舱盖电磁屏蔽膜层的制备[D]. 陈学儒. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [6]TiO2基纳米空心球光催化处理环境污染物及其机制研究[D]. 蔡家柏. 厦门大学, 2019(08)
- [7]TiO2表/界面调控及其光催化性能研究[D]. 赵明. 天津大学, 2018(06)
- [8]TiO2基纳米复合材料的制备及其在光催化和储能领域的应用[D]. 葛明政. 苏州大学, 2018(01)
- [9]半导体基异质结构纳米晶的液相法制备、结构调控及其光催化性能研究[D]. 曾德乾. 厦门大学, 2018(07)
- [10]基于可修饰胶原纤维构建介孔钛基纳米催化剂及性能研究[D]. 陈薇. 福州大学, 2018(03)