n掺杂tio2纳米管阵列的制备及催化性能研究 毕业论文

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1、目录摘要1引言21实验部21.1仪器与试剂21.2实验方法32结果与讨论42.1N掺杂TiO2纳米管阵列SEM和XRD的表征分析42.2红外及UV-Vis实验结果72.3光催化实验113结论12参考文献13致谢1517N掺杂TiO2纳米管阵列的制备及催化性能研究摘要：分别以氨水、乙二胺、尿素为氮源，利用阳极氧化法和湿化学法合成有机氮掺杂二氧化钛纳米管阵列。以不同含量的(NH4)2SO4为氮源，利用阳极氧化法合成无机氮掺杂二氧化钛纳米管阵列。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等表征方法对N掺杂TiO2

2、纳米管形貌、晶形和氮元素掺杂方式进行分析。结果表明，TiO2纳米管有序排列并垂直生长在钛片基底表面。氮元素掺杂阻碍TiO2晶粒的增长，抑制锐钛矿向金红石的转变，且无机氮比有机氮更容易进入TiO2晶格中。并通过紫外线光催化降解乙酰甲胺磷，研究氮元素掺杂方式与紫外线光催化活性的关系。不同氮源条件下，以氨水为氮源降解率最高。相同氮源不同掺氮量，以0.5wt%的NH4F为氮源降解率最佳。关键字：TiO2纳米管阵列；氮掺杂；光催化；乙酰甲胺磷ResearchonPreparationofNitrogenDopedTiO

3、2NanotubeArraysandPhotocatalyticPropertiesAbstract:Differentnitrogendopedtitaniumdioxidenanotubearrayswerepreformedbyelectrochemicalandwetchemicalmethodbyusingammonia，ethylenediamine，ureaasnitrogensourcerespectively．Withdifferentcontents(NH4)2SO4asnitrogens

4、ource，theuseofanodicoxidationmethodsynthesisinorganicnitrogendopedtitaniumdioxidenanotubearrays．Thesampleswerecharacterizedbyscanningelectronmicroscope(SEM)andX-raydiffraction(XRD)．Therelationshipbetweennitrogendopingbehaviorswasstudied．Theresultindicatedth

5、athighlyorderedTiO2nanotubearraysweregrownontitaniumsubstrates，inhibitingthetransformationofanatasetorutile，andinorganicnitrogenthanorganicnitrogenintotheTiO2lattice．TheresultshowedthathighlyorderedTiO2nanotubearraysweregrownontitaniumsubstrates．AndUVphotoc

6、atalyticpropertywas17studiedbytheexperimentofpesticides．Thehighestdegradationratesunderdifferentnitrogentoammoniaasthenitrogensource．Thesamewithdifferentcontentnitrogensourceofnitrogento0.5wt%(NH4)2SO4asnitrogensourcedegradationrateisthebest．KeyWords：TiO2na

7、notubearrays；Nitrogendoped；Photocatalysis；Acephate引言随着经济的发展，环境问题日益严重，在环境治理方面，半导体多相光催化技术有巨大的应用潜力，从而引起广泛的重视。二氧化钛以其化学性质稳定、难容、无毒、价格低廉且不引起二次污染等特点而成为研究最多的光催化剂。而且采用电化学阳极氧化技术制备的TiO2纳米管阵列形貌规整，纳米管分布均匀排列有序。纳米管直接在钛片表面生长，与金属钛导电基结合牢固结构稳定性高，所制备的纳米管阵列容易回收和重复使用[1-5]。另外，其高度有

8、序的阵列结构和纳米管之间极低的团聚程度也决定了TiO2纳米管阵列高的量子效应。由于二氧化钛的禁带宽度为3.2eV（锐钛矿3.2eV），对应的激发波长在387nm，属于紫外光区，而太阳光谱中此波长范围不到5%，所以如何扩展TiO2的光响应范围，成为光催化最具研究性的课题[6,7]。目前这项工作集中在对TiO2的进行改性，如掺杂贵、稀土金属元素和非金属离子[8]。其中掺杂能使TiO2的光生电子和空穴的分