C及稀土金属（Y、Pr）掺杂纳米TiO_2光催化剂的研究.pdf

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1、分类号密级编号碎士巧究嗲傈伦式题目及稀土金龎、掺杂纳米光催化剂的研究学院（所、中心）糊支湖完专业名称材工矛呈研究生姓名刘健梅学号导师姓名职称年月论文独创性声明及使用授权本论文是作者在导师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，不存在剽窃或抄袭行为。与作者一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。现就论文的使用对云南大学授权如下：学校有权保留本论文（含电子版），也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文；学校有权公布论文的全部或部分内容，可以将论文用于查阅或借阅服务；学校有权向有关

2、机构送交学位论文用于学术规范审查、社会监督或评奖；学校有权将学位论文的全部或部分内容录入有关数据库用于检索服务。内部或保密的论文在解密后应遵循此规定）期：摘要摘要因具备高光催化活性和化学稳定性，且清洁无毒、无二次污染，成为公认较好的解决环境污染的新型实用节能环保材料。但仅能吸收紫外光且光生电子空穴复合严重导致其效率低，限制了它的应用。因此提高光生载流子寿命和可见光吸收是实现业化应用急需解决的问题。离子掺杂被认为是解决上述问题的有效手段。本文采用溶胶凝胶法制备了、、和样品，并采用和等手段对四个系列样品的物性、形貌和光学特性进行了深入研究。在此基础上，利用在日光灯照射系列样品以降

3、解亚甲基蓝的实验作为材料的光催化活性评估实验。本文主要研究内容和结果总结为以下四个部分：单掺杂光催化剂以钛酸四丁酯钛源和葡萄糖为碳源为前驱物，去离子水为溶剂，利用法制备了。考查了不同合成条件对样品结构及性能的影响，并利用光催化活性评估实验优选最佳合成条件。光催化活性评估实验选定最优实验条件为：掺杂量：的摩尔比为和°条件下焙烧。结果表明该样品后的降解率可达，较相同实验条件下降解的效率有显著提高。碳掺杂对的影响归结如下：碳掺入到晶格中，促进了样品由锐钛矿相向金红石相的转变，吸收阈值为，禁带宽度下降到光生载流子的寿命得以延长。单掺杂光催化剂以钛酸四丁酯钛源和硝酸钇钇源为前驱物，去离

4、子水作为溶剂，采用法制备了，研究了不同合成条件对样品结构及性能的影响，并利用光催化活性评估实验优选最佳合成条件。光催化活性评估实验选定最优实验条件为：掺杂量：的摩尔比为和°条件下焙烧。结果表明该样品后的降解率可达，较相同实验条件下降解的效率有显著提高。钇掺杂对的影响归结如下：钇掺杂抑制了由锐钛矿相向金红石相的转变和晶粒的生长，有效延长了光生载流子的存活时间，同时使的激发光波长范围变宽，禁带宽度减小。、共掺杂光催化剂以钛酸四丁酯铁源、葡萄糖碳源和硝酸钇钇源为前驱物，去离子水作为溶剂，云南大学专业硕士学位论文采用法制备了，研究了不同合成条件对样品结构及性能的影响，并利用光催化活性

5、评估实验优选最佳合成条件。光催化活性评估实验选定最优实验条件为：掺杂量为摩尔比：：：：条件下培烧。结果表明该样品后旳降解率达，较相同试验条件下，和降解的效率有显著提高。碳、钇共掺杂对旳影响归结如下：、离子进入到晶格中，吸收阈值拓宽，禁带宽度减小，两掺杂离子间产生协同作用使得晶格畸变和晶粒减小的程度加大，光生载流子的寿命大大延长了。、共掺杂光催化剂以钕酸四丁酯钦源、葡萄糖碳源和硝酸镨镨源为前驱物，去离子水作为溶剂，采用法制备了，研究了不同合成条件对样品结构及性能的影响，并利用光催化活性评估实验优选最佳合成条件。光催化活性评估实验选定最优实验条件为：掺杂量为摩尔比：：：：°条件下

6、倍烧。结果表明后的降解率达，较相同试验条件下°。，和降解的效率有显著提高。碳、镨共掺杂对的影响归结如下：碳、镨共掺杂使得它吸收阈值拓宽，禁带宽度减小，两掺杂离子间产生协同作用使得晶格畸变和晶粒减小的程度加大，光生载流子的寿命大大延长了。本文的工作主要体现了以下两方面的特色及创新：（本文研究发现：分别与、共掺杂时，使得价带和导带发生移动，禁带宽度变窄，吸收阈值红移至可见光区；同时有效抑制了光生电子空穴对的复合。（所制备的和均表现出优异的光催化活性，在同等实验条件下，、和、共掺杂的光催化效果优于单掺杂及。关键词：纳米掺杂；掺杂；共掺杂；共掺杂；光催化摘要本论文工作得到以下基金项目

7、支持：■国家自然科学基金（批准号：和AbstractAbstractTiC>2hasbeenattractedmanyattentionsduetoitshighredoxability,lowtoxicity,chemicalinertnessandlowcost.However,absorbedasmallportionofsolarlight(<5%oftotalsolarspectrum)intheUVregionandtherapidrecombinationrateofphoto-gener