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过渡金属掺杂TiO2中氧空位与掺杂的金属/表面修饰的Fe(Ⅲ)助催化剂之间的协同作用机制研究

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过渡金属掺杂TiO2中氧空位与掺杂的金属/表面修饰的Fe(Ⅲ)助催化剂之间的协同作用机制研究
论文目录
 
摘要第1-7页
ABSTRACT第7-15页
第一章 绪论第15-43页
  1.1 引言第15-17页
  1.2 半导体光催化的定义及原理第17-20页
    1.2.1 光催化的定义第17页
    1.2.2 半导体光催化的产生第17-18页
    1.2.3 半导体光催化的基本原理第18-20页
  1.3 改性TiO_2光催化剂的研究进展第20-33页
    1.3.1 金属离子的掺杂第21-25页
    1.3.2 金属离子掺杂改性TiO_2的密度泛函理论计算第25-28页
    1.3.3 金属掺杂TiO_2可见光催化小结第28-29页
    1.3.4 非金属元素掺杂第29-32页
    1.3.5 TiO_2的晶面调控第32-33页
  1.4 缺陷型TiO_2第33-36页
    1.4.1 Ti~(3+)自掺杂TiO_2第33-34页
    1.4.2 含有氧空位的缺陷型TiO_2第34-35页
    1.4.3 含有氧空位TiO_2的合成方法第35-36页
  1.5 本课题的选题目的和意义第36-41页
  1.6 本课题主要研究内容第41-42页
  1.7 本课题的主要创新点第42-43页
第二章 Fe掺杂TiO_2中氧空位和Fe元素之间的协同作用机制研究第43-67页
  2.1 前言第43-45页
  2.2 实验部分第45-48页
    2.2.1 化学试剂与仪器第45页
    2.2.2 纳米管钛酸的制备第45-46页
    2.2.3 Fe掺杂TiO_2的制备第46页
    2.2.4 催化剂的表征第46页
    2.2.5 样品的可见光催化活性评价第46-47页
    2.2.6 理论计算方法与模型第47-48页
  2.3 结果与讨论第48-65页
    2.3.1 Fe掺杂TiO_2的晶体结构分析第48-50页
    2.3.2 Fe掺杂TiO_2的形貌分析第50-52页
    2.3.3 催化剂的电子顺磁共振(ESR)研究第52-54页
    2.3.4 Fe掺杂样品的光学吸收性能第54-55页
    2.3.5 XPS分析第55-56页
    2.3.6 Fe掺杂样品的光催化活性第56-59页
    2.3.7 密度泛函理论及能带结构计算第59-62页
    2.3.8 光催化反应机理第62-65页
  2.4 本章小结第65-67页
第三章 Cr掺杂TiO_2光催化剂的制备及其可见光催化性能研究第67-87页
  3.1 引言第67-69页
  3.2 实验部分第69-71页
    3.2.1 化学试剂与仪器第69页
    3.2.2 纳米管钛酸的制备第69-70页
    3.2.3 Cr掺杂TiO_2的制备第70页
    3.2.4 催化剂的表征第70-71页
    3.2.5 样品的可见光催化活性评价第71页
    3.2.6 理论计算方法与模型第71页
  3.3 结果与讨论第71-86页
    3.3.1 催化剂的晶体结构分析第71-73页
    3.3.2 催化剂的光学性能研究第73-76页
    3.3.3 催化剂的表面化学组成分析第76-77页
    3.3.4 催化剂的比表面积分析第77-78页
    3.3.5 催化剂的电子顺磁共振(ESR)研究第78-80页
    3.3.6 催化剂的形貌分析第80页
    3.3.7 催化剂的光催化性能评价第80-83页
    3.3.8 催化剂的能带结构和态密度分析第83-84页
    3.3.9 可能的光催化作用机理第84-86页
  3.4 本章小结第86-87页
第四章 Fe(III)嫁接的V_0·-TiO_2的制备及其性能表征第87-103页
  4.1 引言第87-88页
  4.2 实验部分第88-91页
    4.2.1 化学试剂与仪器第88-89页
    4.2.2 纳米管钛酸的制备第89页
    4.2.3 Vo·-TiO_2的制备第89页
    4.2.4 Fe(III)-Vo·-TiO_2的制备第89-90页
    4.2.5 催化剂的表征第90页
    4.2.6 样品的可见光催化活性评价第90-91页
    4.2.7 理论计算方法与模型第91页
  4.3 结果与讨论第91-102页
    4.3.1 催化剂的结构表征第91-92页
    4.3.2 紫外-可见漫反射光谱第92-94页
    4.3.3 ESR与XPS分析第94-95页
    4.3.4 催化剂的形貌分析第95-96页
    4.3.5 比表面和孔径分布分析第96-98页
    4.3.6 催化剂的光催化活性评价第98-99页
    4.3.7 理论计算及Fe(III)-V_0·-TiO_2的光催化机理第99-102页
  4.4 本章小结第102-103页
第五章 Fe(III)嫁接的Fe、V、Cr掺杂的TiO_2的制备及其性能表征第103-121页
  5.1 前言第103-104页
  5.2 实验部分第104-107页
    5.2.1 化学试剂与仪器第104页
    5.2.2 纳米管钛酸的制备第104-105页
    5.2.3 Fe、Cr、V掺杂TiO_2的制备第105页
    5.2.4 Fe(III)嫁接的Fe、Cr、V掺杂TiO_2的制备第105-106页
    5.2.5 催化剂的表征第106页
    5.2.6 样品的可见光催化活性评价第106-107页
  5.3 结果与讨论第107-118页
    5.3.1 催化剂的晶体结构分析第107页
    5.3.2 催化剂的光学性能分析第107-109页
    5.3.3 催化剂的ESR分析第109-112页
      5.3.3.1 0.1wt%Fe(III)-0.5%Fe-NTA(400)的ESR分析第109-110页
      5.3.3.2 0.1wt%Fe(III)-0.1%Cr-NTA(400)的ESR分析第110-111页
      5.3.3.3 0.1wt%Fe(III)-1%V-NTA(500)的ESR分析第111-112页
    5.3.4 催化剂的比表面积分析第112-113页
    5.3.5 催化剂的表面组成分析第113-114页
    5.3.6 催化剂的光催化活性评价第114-115页
    5.3.7 催化剂的光催化机理的分析第115-118页
  5.4 本章小结第118-121页
第六章 结论和展望第121-125页
  6.1 结论第121-122页
  6.2 展望第122-125页
参考文献第125-143页
攻读博士学位期间发表的学术论文目录第143-145页
致谢第145页

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