二氧化钛基纳米复合材料的制备及光催化性能的研究研究生:刘智指导教师:王少阶教授方鹏飞教授论文提纲研究背景研究内容TiO2/SiO2复合材料吸附增强光催化活性的机理研究CdS修饰TiO2基纳米片的制备及光催化性能研究CdS敏化玻纤负载TiO2薄膜的制备及吸附催化行为的研究Bi2WO6/TiO2磁性复合微球的制备及光催化性能研究全文总结*第一部分 研究背景*传统污染处理方法:物理吸附法、微生物处理、高温焚烧法缺点:效率低、易产生二次污染、使用范围窄、能耗高高效的污染处理方法:半导体光催化氧化法优点:反应条件温和、无二次污染、直接利用太阳光进行氧化反应TiO2由于具有廉价无毒、抗光腐蚀、强氧化还原性而备受青睐。环境污染问题受到了人们的广泛关注。研究背景环境污染治理:Nature,1972,238:37*TiO2光催化反应机理:紫外光照射下,TiO2价带中的电子跃升至导带,形成电子-空穴对。迁移至催化剂表面的价带空穴和导带电子可与周围环境中的水、氧气反应成·OH等活性氧类,使有机污染物氧化分解为CO2和水。*减小其禁带宽度拓展光谱响应范围抑制光生电子-空穴对复合提高光量子效率染料光敏化离子掺杂贵金属沉积半导体复合……提高TiO2光催化效率方法:TiO2光催化剂*JChemSoc,mun,1984,(6):342TiO2基复合型半导体:1984年,Serpone等首次将两种半导体(CdS和TiO2)进行复合,发现电子和空穴得到有效分离,光催化过程的量子效率得以提高。CdSTiO2DD+AA-CdSe/TiO2Bi2WO6/TiO2Bi2S3/TiO2WO3/TiO2……TiO2/窄带隙半导体复合*TiO2光催化应用瓶颈:难题1难题2难题3难题4TiO2实际应用光响应范围窄催化剂固定化及回收问题吸附性能不明显量子效率低*反应活性位提高TiO2的吸附性能:吸附能力光催化反应速率通过吸附剂的吸附作用,利于目标污染物在催化剂吸附过程的进行吸附剂辅助传质过程可以实现催化剂活性位的原位再生提高吸附能力是制备高活性的光催化剂的关键与吸附性材料复合CritRevEnvSciTec,2011,41:1173*实现TiO2的负载化:回收比较困难发生集聚现象不能完全分散容易中毒失活问题环境净化探索易于分离和回收的高活性的光催化剂是必然趋势负载化利于回收再利用吸附作用降低光催化活性下降废水净化悬浮体系*
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