【摘 要】
:
介孔TiO2由于具有比表面积高、使用稳定及光催化活性高等优点,使其成为光催化领域研究热点之一。但在实际应用中仍存在一些问题,如光生电子-空穴易复合和能带结构造成的太阳能利用率低等。为提高介孔TiO2的光催化性能,本文主要采用高温水相挥发诱导自组装(HW-EISA)法制备出过渡金属元素(Zn、Ni、Cu、Co)掺杂的介孔TiO2,并探究过渡族金属元素掺杂种类和掺杂量对介孔TiO2的光催化性能的影响,
论文部分内容阅读
介孔TiO2由于具有比表面积高、使用稳定及光催化活性高等优点,使其成为光催化领域研究热点之一。但在实际应用中仍存在一些问题,如光生电子-空穴易复合和能带结构造成的太阳能利用率低等。为提高介孔TiO2的光催化性能,本文主要采用高温水相挥发诱导自组装(HW-EISA)法制备出过渡金属元素(Zn、Ni、Cu、Co)掺杂的介孔TiO2,并探究过渡族金属元素掺杂种类和掺杂量对介孔TiO2的光催化性能的影响,研究结果如下:(1)论文第一部分采用HW-EISA法,以化学性质较为稳定的硫酸氧钛、二水乙酸锌为前驱体,三嵌段共聚物P123为模板剂制备Zn掺杂介孔TiO2。实验结果表明:掺杂量的不同对制备的Zn掺杂介孔TiO2的介孔结构、相组成及光催化性能具有重要影响。样品Zn0.045-mTiO2@550具有较好的三维互联的网状介孔结构,比表面积可达150 m2·g-1,同时,Zn的加入促进样品中金红石相的形成(含量高达35.7%)。Zn掺杂后会使介孔TiO2中的表面羟基含量升高。光催化结果表明,高比表面积、较小的晶粒尺寸、锐钛矿/金红石的混晶结构和适量表面羟基的协同作用有利于提高介孔TiO2的光催化活性。(2)论文第二部分同样基于HW-EISA法,以硫酸氧钛为钛源,四水乙酸镍、一水乙酸铜和四水乙酸钴为对应过渡元素的前驱体,P123为模板剂,制备过渡金属掺杂的介孔TiO2。研究结果表明:Ni掺杂可使孔径和孔体积增加,但是对于样品比表面积影响不大。而Cu、Co的加入虽然也可使孔径和孔体积增加,但会使样品的比表面积显著减小。Ni、Cu和Co的掺杂均可促进样品中锐钛矿相TiO2向金红石相TiO2的转变。样品Ni0.09-mTiO2@550,由于具有较大的比表面积(149 m2·g-1),较小的晶粒尺寸(WA=7.2 nm、WR=7.2 nm),较为合理的锐钛矿/金红石混晶结构,使其具有较好光催化性能。对比Ni、Cu、Co掺杂的介孔TiO2的光催化性能可以看出,适量Ni掺杂使介孔TiO2的光催化性能升高,Cu、Co掺杂会使其的光催化性能降低。(3)论文第三部分采用喷雾干燥法制备球形Zn掺杂介孔TiO2。通过控制进料温度和进料速度,制备出球形度较好的Zn掺杂介孔TiO2样品。
其他文献
建筑机器人是指在土木工程领域中使用的机器人,它可以代替工人完成简单重复的施工任务,并且能够保证具有稳定、高效的工作质量。通过使用建筑机器人代替施工人员,不但能够有效克服劳动力不足的问题,还可以代替工人在危险恶劣的施工环境中工作。为了能够更好的将建筑机器人投入到实际施工应用中,本文结合具体建筑施工机器人应用,对其虚拟仿真与增强现实共性技术进行研究,搭建机器人虚拟仿真平台,在实际施工前对施工过程进行仿
随着云计算、大数据和并行计算的发展,以卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)为代表的深度学习算法已经在人脸识别、目标检测、语义分割等领域取得了巨大的成功。这种成功在很大程度上得益于CNN的深层次结构——通过反复堆叠卷积模块以实现低层次提取细节特征而高层次提取内容信息。可以说,正是卷积神经网络的深层次结构赋予了CNN在数字图像处理领域的重要地位。受卷积网络
不断爆发的城市公共卫生事件、快速城镇化以及快节奏的现代生活均在一定程度上阻碍了城市生活空间的健康发展,严重干扰了市民的日常生活及个人健康。因此,需要辩证看待“快”,更需要规划、建设“健康城市”。城市的本质是生活,城市生活空间为市民的日常活动提供空间条件,而城市生活空间体系为其提供完备保障。有关城市日常生活及城市生活空间的研究,以及基于慢城理念的城市生活空间的研究已经相当丰富且成熟,但是有关城市生活
伴随着城市的高速发展,城市中湖泊、河流、林地、草地、湿地等能够截流和下渗雨水的下垫面急剧减少,同时热岛效应导致大型城市内部局部降雨量显著增加。这导致了城市地表径流大大增加,大量的地表污染物随着雨水径流进入雨水管网系统最后进入受纳水体。超过水环境容量的污染物进入城市明渠等受纳水体使得受纳水体的水质恶化,甚至伴随着暴雨,受纳水体的黑臭现象反复发生。本文选择一条城市郊区明渠作为研究对象,研究了不同降雨条
再生混凝土是由五相材料组成,比普通混凝土更为复杂,选用不同的数值模型,所得模拟试验结论也往往不同。为了更加符合实际情况,本文采用随机骨料模型,从细观层面研究再生混凝土的塑性损伤、各相组成部分对再生混凝土力学性能的影响。本文叙述了混凝土的数值模型理论、塑性损伤理论,再生混凝土的塑性损伤是研究再生混凝土的细观缺陷、裂缝、破坏,能够更好地研究再生混凝土的破坏机理。通过Python编程语言和Abaqus中
近年来,城市化进程的快速发展推动了城市轨道交通的建设。截至2020年1月底,我国已有33个城市已建设或正式运行城市轨道交通。随着轨道线网的长度和数量日益增长,换乘站的数量也快速增加,换乘效率的好坏是乘客最注重的因素之一,换乘效率低是使用过程中不可忽视的问题。目前,传统轨道交通换乘效率的研究主要集中在单一专业领域(交通领域/建筑领域)——交通领域往往注重定量效率计算,而建筑领域注重空间环境对换乘效率
在制造系统中,工艺规划与车间调度是十分重要的组成部分,它影响着生产过程的生产率以及设备利用率。在实际生产环境中两者关系通常独立串行的,这种独立串行的运行方式极大限制了制造系统的能力。工艺规划与调度集成(Integration of Process Planning and Scheduling,IPPS)能有效提高资源利用率和生产效率,减低成本。本文通过深入研究IPPS的特点,提出相应问题的邻域结
能源是一个国家赖以生存的物质财富,而对于中国这样一个领土面积大,能源分布不均的大国,对于能源的稳定运输一直是制约经济全面发展重要的一环。一般运输石油、天然气用的是管线钢管道,管线钢的焊接问题就随之而来。90年代从美国引进了自保护药芯焊丝半自动焊设备和工艺,成为目前我国管道建设的主流施工方法,但是这种方法焊接效率和质量与国外相比还是有差距。1991年英国焊接研究所发明了搅拌摩擦焊(FSW),作为一种
激光熔化沉积技术是一种基于激光熔覆技术发展而来的金属增材制造技术,具有成型效率高、粉末利用率高和可设计成分梯度等诸多优势,克服了传统加工工艺复杂、材料去除量大和生产周期长等缺点,可以实现复杂结构件的一体化成型制造,已经被用于航空航天,生物医疗和汽车制造等领域。在激光熔化沉积金属构件的成型过程中,激光和材料相互作用而产生的残余应力,经常使得成型构件发生变形或者开裂,严重妨碍了该技术取得更为广泛的实际
传统化石能源消耗带来的能源短缺和环境污染问题越来越严重,开发利用新能源是解决这些问题的根本手段。太阳能是一种取之不尽用之不竭的能源,利用半导体的光催化作用将太阳能转化成清洁能源——氢气,是实现人类社会清洁能源供给的理想方式之一。构筑高效、稳定的异质光催化材料体系,实现多重光吸收并促使光生电荷分离,是实现高效光催化反应的有效方法。两相界面是异质结构协同效应发生的位置,且界面形态直接影响着两相间的结合