导　　师： 刘自力

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广州大学

摘　　要： 本文使用水热法对传统的紫外光催化剂二氧化钛进行掺氮改性处理,制备出具有可见光响应能力的光催化剂;使用软模板法制备出具有介孔结构的石墨相氮化碳材料。将所制备的氮掺杂二氧化钛与介孔石墨相氮化碳进行复合,并通过一系列表征手段对复合材料的光催化活性、晶型结构、形貌与尺寸大小进行深入而系统的研究。此外,通过光电化学分析与光催化机理分析,对复合材料的光生载流子的迁移与分离效率、自由基与主要的反应活性物质进行检测,从而推断复合材料的催化活性提升的原因与光催化机理。本实验的研究工作为设计并制备出具有良好的可见光响应能力、高的光催化活性和较强氧化能力的光催化剂提供了理论基础和实验证据,为今后更为深入的研究工作提供参考。探讨在氮掺杂二氧化钛光催化剂的制备过程中,尿素与钛酸四丁酯的摩尔比对材料的结构和光催化降解亚甲基蓝性能的影响可知,最佳的尿素与钛酸四丁酯的摩尔比为3:1。此条件下,可制备具有表面纹理粗糙、褶皱、多孔结构的氮掺杂二氧化钛纳米颗粒。通过XRD、SEM、氮吸附、XPS、UV和PL等表征手段,研究氮元素对二氧化钛的改性机理。XRD结果表明,氮元素的掺杂对锐钛矿型二氧化钛的晶体结构影响不大。SEM结果表明,使用尿素和三乙胺制备的光催化剂均具有球体形貌特征。氮吸附结果表明,催化剂具有介孔结构和高的比表面积。XPS结果表明,氮元素的掺杂可使各元素的化学环境发生变化。部分电子由氮转移至钛,致使钛为富电子状态且结合能减小。UV-vis DRS结果表明,氮元素的掺杂使二氧化钛的光吸收能力增强、禁带宽度减小、光催化活性提升。PL结果表明,尿素与钛酸四丁酯的摩尔比为3:1时,荧光发射峰最弱,光生载流子的复合率最低,有利于提升光催化活性。探讨在氮掺杂二�

关 键 词： 光催化 可见光 介孔石墨相氮化碳 氮掺杂二氧化钛 异质结

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