磷掺杂改性二氧化钛光催化及分散性能研究

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1、学校代码：10225答辩号：S18632学位论文磷掺杂改性二氧化钛光催化及分散性能研究于国桐指导教师姓名：韩松教授东北林业大学申请学位级别：硕士学科专业：环境科学论文提交日期：2018年4月论文答辩日期：2018年6月授予学位单位：东北林业大学授予学位日期：答辩委员会主席：论文评阅人：UniversityCode：10225RegisterCode：S18632DissertationfortheDegreeofMaster"CLICKHEREANDINPUTTHESUBJECT"Candidate

2、:GuotongYuSupervisor:Prof.SongHanAssociateSupervisor:AcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:VehicleApplicationEngineeringDateofOralExamination:June,2018University:NortheastForestryUniversity摘要摘要近年来，能源短缺问题与环境保护问题之间的矛盾日益凸显，环境污染问题日益严重。目前纳米光催化氧化技术作为一种绿色

3、清洁环保型技术，因其能够将有毒有害污染物高效快速的分解为无毒无害物质而备受科研工作者青睐。其中TiO2纳米粒子因其具有高效、廉价、作用持久等优点，成为最有应用前景的光催化剂之一。光催化氧化技术利用的是纯净无污染而又取之不尽用之不竭的太阳能，因而在环境治理等领域潜藏着巨大的经济效益和社会效益。然而纯的纳米TiO2自身有其局限性，其禁带宽度约为3.7eV，只能利用波长小于387nm的紫外光，因此对太阳光的利用率极低。因此目前纳米TiO2在夜间、室内、隧道内等太阳光无法照射的场所无法发挥其光催化效用。另外

4、，纳米TiO2在水相溶液中无法均匀分散的缺点尤为突出，极大程度的制约了其在多功能型涂料、自洁材料、杀菌材料、光催化材料等领域的应用。本论文采用常温两步法制备出磷掺杂型纳米TiO2，通过控制引入磷源的条件，制备出不同磷源、不同磷钛比、不同浸泡时间的磷掺杂纳米TiO2粉末。通过XRD、XPS、SEM等表征手段对所制备样品进行测试分析，结果表明、在常温下获得的磷掺杂改性纳米TiO2具有粒径小、催化活性高等特点。通过对水溶液中有机标定物亚甲基蓝的光催化降解测试，探讨最佳磷掺杂改性的制备条件与工艺，在常温下获

5、得了具有极高可见光催化活性的磷掺杂改性纳米TiO2，为纳米TiO2在室内等无紫外光条件下的应用提供了依据。另外，本研究还针对二氧化钛的难分散问题进行研究，通过调整表面修饰高分子的种类、pH等多种因素，探究改性纳米TiO2在水相介质中均匀分散的条件，为日后相关领域的深入研究及实际应用提供依据和参考。关键词二氧化碳；磷掺杂；分散剂；修饰剂；分散；光催化-III-AbstractAbstractInrecentyears,thecontradictionbetweenenergyshortageanden

6、vironmentalprotectionissueshasbecomeincreasinglyprominent,andtheproblemofenvironmentalpollutionhasbecomeincreasinglyserious.Atpresent,nano-photocatalyticoxidationtechnologyasagreencleanandenvironment-friendlytechnology,becauseitcanquicklyandefficiently

7、decomposetoxicandharmfulpollutantsintonon-toxicandharmlesssubstances,andhasbeenwidelyfavoredbyscientificresearchers.Amongthem,TiO2nanoparticleshavebecomeoneofthemostpromisingphotocatalystsduetotheiradvantagesofhighefficiency,lowcost,andlonglastingeffec

8、ts.Photocatalyticoxidationtechnologyusespure,pollution-freeandinexhaustiblesolarenergy,andthushasenormouseconomicandsocialbenefitsinareassuchasenvironmentalgovernance.However,thepurenano-TiO2itselfhasitslimitations,itsbandgapisabout3.7e