tio2cu2o复合物制备及其光催化性能研究
采用溶胶-凝胶法和水热合成法，在不同的nCu2+/nTi4+比例下制备TiO2/Cu2O复合物，并在可见光光照的条件下，考察其对Cr(VI)的降解效能，并且分别与纯相的TiO2和Cu2O进行催化活性对比。并探究不同实验因素对光催化性能的影响。结果表明(1)可见光照射下，TiO2/Cu2O复合物与TiO2相比，光催化性能都得到了明显的提升。(2)以适量的nCu2+/nTi4+比例合成的TiO2/Cu2O复合物的光催化效果要比纯相氧化铜要好。(3)pH对其光催化效率有明显影响，pH越小则光催化性能越好。(4) (5)酒石酸和催化剂投入量的增加都能提升其光催化效率。(6)nCu2+/nTi4+比例为0.41时用水热合成法合成的TiO2/Cu2O复合物具有最好的光催化降解性能，效率最高，并且达到了98.5%的降解率。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 仪器及试剂 2
1.1.1 实验仪器 2
1.1.2 实验试剂 2
1.2 TiO2/Cu2O复合物、TiO2、Cu2O的制备 2
1.2.1 溶胶凝胶法制备TiO2/Cu2O复合物 2
1.2.2 TiO2制备 3
1.2.3 水热合成法制备TiO2/Cu2O复合物 3
1.2.4 水热合成法制备Cu2O 3
1.3 实验方法 3
1.3.1 TiO2/Cu2O复合物的光催化性能检验 3
1.3.2 样品表征手段 4
2 结果与分析 4
2.1 TiO2/Cu2O复合物的光催化性能 4
2.1.1 TiO2、Cu2O和以不同nCu2+/nTi4+比例合成的TiO2/Cu2O复合物的光催化性能 4
2.2 最佳样品的材料表征 5
2.2.1 扫描电子显微镜图谱 5
2.2.2 X射线衍射图谱 6
2.3 不同光催化条件对TiO2/Cu2O复合物的光催化性能的影响 6
2.3.1 TiO2/Cu2O *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
复合物投入量对光催化降解效果的影响 7
2.3.2 pH值对光催化降解效果的影响 7
2.3.3 酒石酸投入量对光催化降解效果的影响 8
3 讨论 9
3.1暗反应期间Cr(VI)溶液浓度大幅下降的原因 9
3.2 TiO2/Cu2O复合物对Cr(VI)的降解机理 9
4 结论 9
致谢 10
参考文献 11
TiO2/Cu2O复合物制备及其光催化性能研究
引言
科技的不断进步与工业化的快速发展，在给人们带来生活的便利和舒适的同时也在给人们生存的环境造成了极大的污染和恶化，已经对人类和自然环境造成了严重的破坏，其中最主要和影响最大的就是化学类污染，由此人类的身体健康和生活面临着许多潜在危险[14]。从20世纪以来，人们也在积极地寻找和尝试解决环境污染的新方法，但先前所探索出来的处理方法比如物理法、化学法、生物处理方法，这些方法在技术和成本层面上都存在着各自的缺陷，并存在化学污染物降解率不高、降解速率低的问题[57]。而1972年日本东京大学教授Fujishima和Honda发现TiO2单晶电极在光的作用下可将H2O分解成为H2和O2，则是为人们对太阳能转化和光催化探索开辟了先河，光催化是纳米半导体的独特性能之一，纳米半导体材料在光的照射下通过吸收有效光能产生具有超强氧化能力和还原能力的光生电子和空穴来促进化合物的合成或降解的反应过程[4，8，9]。半导体氧化物作为光催化剂在太阳光照射下常温常压降解污染物，因其具有处理效率高、产品处理成本低、使用后无二次污染、能将水中难于用生物降解的有机物质彻底矿化的特点, 吸引了大量学者对其进行研究[1012]。
TiO2是一种应用广泛的无机半导体材料，具有锐钛矿型、金红石型和板钛型3种晶形，具有稳定的物理化学性质，生物毒副作用低，光催化反应活性高的特点，大量研究表明纳米TiO2材料在接受光照后产生的光生空穴的强氧化能力,使用生物降解法而难降解的有机污染物完全矿物氧化成为可能，TiO2光催化剂预期能够降解水中绝大多数有机物[1315]。但是TiO2自身具有局限性，由于它的带隙范围较宽，使它的光吸收范围仅局限于紫外光区域（λ<387nm），但是太阳光中紫外线的含量只有不到5%，故使得TiO2光催化剂对太阳光的利用率很低，且光生电子空穴容易发生复合，则使得量子效率变低，所以为了扩展TiO2光催化剂的光谱响应范围并提高其催化效率，则需要对TiO2进行改性，复合带隙较窄的半导体则是最有希望成功的方法之一[1518]。在扩展TiO2光催化剂吸收范围时，可以利用Cu2O对TiO2进行改性。Cu2O是一种p型半导体，禁带宽度在2.0eV，而且导带位置比较高，是良好的可见催化剂，具有良好的光催化性能，无毒且成本低廉，但是由于氧化亚铜比较活泼，在光照后生成的载流子不稳定而且容易复合，其光催化效率则遭到降低。通过二氧化钛和氧化亚铜的复合，则可以扩大二氧化钛在可见光区域的响应尺度，从而极大地提升二氧化钛的催化性能[2123]。
本文分别使用溶胶凝胶法、水热合成法合成了不同nCu2+/nTi4+比例的TiO2/Cu2O复合物，并对催化剂的用量、pH、酒石酸用量对光催化的影响及机理做了探讨与分析，发现TiO2/Cu2O复合物应用于Cr（VI）的降解，能有非常理想的降解效果。
1 材料与方法
1．1 仪器及试剂
1．1．1 实验仪器
表1 主要仪器一览表
仪器
型号
来源
紫外可见分光光度计
UV1800PC
上海美谱达仪器有限公司
电热恒温鼓风干燥箱
GZX9030MBE
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 仪器及试剂 2
1.1.1 实验仪器 2
1.1.2 实验试剂 2
1.2 TiO2/Cu2O复合物、TiO2、Cu2O的制备 2
1.2.1 溶胶凝胶法制备TiO2/Cu2O复合物 2
1.2.2 TiO2制备 3
1.2.3 水热合成法制备TiO2/Cu2O复合物 3
1.2.4 水热合成法制备Cu2O 3
1.3 实验方法 3
1.3.1 TiO2/Cu2O复合物的光催化性能检验 3
1.3.2 样品表征手段 4
2 结果与分析 4
2.1 TiO2/Cu2O复合物的光催化性能 4
2.1.1 TiO2、Cu2O和以不同nCu2+/nTi4+比例合成的TiO2/Cu2O复合物的光催化性能 4
2.2 最佳样品的材料表征 5
2.2.1 扫描电子显微镜图谱 5
2.2.2 X射线衍射图谱 6
2.3 不同光催化条件对TiO2/Cu2O复合物的光催化性能的影响 6
2.3.1 TiO2/Cu2O *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
复合物投入量对光催化降解效果的影响 7
2.3.2 pH值对光催化降解效果的影响 7
2.3.3 酒石酸投入量对光催化降解效果的影响 8
3 讨论 9
3.1暗反应期间Cr(VI)溶液浓度大幅下降的原因 9
3.2 TiO2/Cu2O复合物对Cr(VI)的降解机理 9
4 结论 9
致谢 10
参考文献 11
TiO2/Cu2O复合物制备及其光催化性能研究
引言
科技的不断进步与工业化的快速发展，在给人们带来生活的便利和舒适的同时也在给人们生存的环境造成了极大的污染和恶化，已经对人类和自然环境造成了严重的破坏，其中最主要和影响最大的就是化学类污染，由此人类的身体健康和生活面临着许多潜在危险[14]。从20世纪以来，人们也在积极地寻找和尝试解决环境污染的新方法，但先前所探索出来的处理方法比如物理法、化学法、生物处理方法，这些方法在技术和成本层面上都存在着各自的缺陷，并存在化学污染物降解率不高、降解速率低的问题[57]。而1972年日本东京大学教授Fujishima和Honda发现TiO2单晶电极在光的作用下可将H2O分解成为H2和O2，则是为人们对太阳能转化和光催化探索开辟了先河，光催化是纳米半导体的独特性能之一，纳米半导体材料在光的照射下通过吸收有效光能产生具有超强氧化能力和还原能力的光生电子和空穴来促进化合物的合成或降解的反应过程[4，8，9]。半导体氧化物作为光催化剂在太阳光照射下常温常压降解污染物，因其具有处理效率高、产品处理成本低、使用后无二次污染、能将水中难于用生物降解的有机物质彻底矿化的特点, 吸引了大量学者对其进行研究[1012]。
TiO2是一种应用广泛的无机半导体材料，具有锐钛矿型、金红石型和板钛型3种晶形，具有稳定的物理化学性质，生物毒副作用低，光催化反应活性高的特点，大量研究表明纳米TiO2材料在接受光照后产生的光生空穴的强氧化能力,使用生物降解法而难降解的有机污染物完全矿物氧化成为可能，TiO2光催化剂预期能够降解水中绝大多数有机物[1315]。但是TiO2自身具有局限性，由于它的带隙范围较宽，使它的光吸收范围仅局限于紫外光区域（λ<387nm），但是太阳光中紫外线的含量只有不到5%，故使得TiO2光催化剂对太阳光的利用率很低，且光生电子空穴容易发生复合，则使得量子效率变低，所以为了扩展TiO2光催化剂的光谱响应范围并提高其催化效率，则需要对TiO2进行改性，复合带隙较窄的半导体则是最有希望成功的方法之一[1518]。在扩展TiO2光催化剂吸收范围时，可以利用Cu2O对TiO2进行改性。Cu2O是一种p型半导体，禁带宽度在2.0eV，而且导带位置比较高，是良好的可见催化剂，具有良好的光催化性能，无毒且成本低廉，但是由于氧化亚铜比较活泼，在光照后生成的载流子不稳定而且容易复合，其光催化效率则遭到降低。通过二氧化钛和氧化亚铜的复合，则可以扩大二氧化钛在可见光区域的响应尺度，从而极大地提升二氧化钛的催化性能[2123]。
本文分别使用溶胶凝胶法、水热合成法合成了不同nCu2+/nTi4+比例的TiO2/Cu2O复合物，并对催化剂的用量、pH、酒石酸用量对光催化的影响及机理做了探讨与分析，发现TiO2/Cu2O复合物应用于Cr（VI）的降解，能有非常理想的降解效果。
1 材料与方法
1．1 仪器及试剂
1．1．1 实验仪器
表1 主要仪器一览表
仪器
型号
来源
紫外可见分光光度计
UV1800PC
上海美谱达仪器有限公司
电热恒温鼓风干燥箱
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