研究目的和意义: 目的：向二氧化钛中加入一些金属离子借助等离活元效应，可以提高活性。之前有文献报道Ag-TiO2层状或颗粒结构，这样通过掺入金属Ag使二氧化钛产生晶格缺陷，在一定程度上可以提高光催化效果，但是这种晶格缺陷也会成为光生电子和空穴复合的中心，所以对光催化性能的提升并不大。因此本文采用Ag@TiO2核壳结构的纳米线，这样不仅可以使TiO2有较大长径比结构，而且金属核可以作为光生电子的临时存储地方，降低光生电子空穴的复合几率，以此来提高光催化效果。
意义：通过这种核壳结构的Ag@TiO2纳米线可以提高纯TiO2的光催化效果，从而在降解污染物方面发挥更大的作用。 课题研究现状: 目前大家都集中研究包埋染料分子的核壳结构材料，金属、半导体材料的核壳结构具有磁性材料的核壳结构。二氧化钛的核壳结构材料一直是金属氧化物包埋贵金属核壳结构材料中研究的热点，现在大家都是通过掺杂金属离子对二氧化钛进行改性，使其产生晶格缺陷，这种方法在一定程度上可以提高光催化性能，但这种晶格缺陷是双面的，它的存在又会成为电子和空穴复合的中心，使得光生载流子的利用效率变低，所以对光催化性能的提升不是很大。但是我们通过核壳结构的材料可以有效的避免这一问题，并且金属核可以临时储存光生电子，降低光生电子空穴的复合机率，以此来提高光催化性能。
课题研究主要内容、实施方案及创新点: 主要内容：通过改变掺杂的Ag的含量或者钛酸四丁酯量的条件，得到不同尺寸比例的Ag@TiO2纳米线，用光降解亚甲基蓝实验来测试所制样品的光催化性能，研究了不同尺寸比例的Ag@TiO2纳米线光催化性能，从而得出最佳光催化效果的Ag@TiO2比例和Ag的含量。
实施方案：改变加入AgNO3或者钛酸四丁酯的量得到不同比例尺寸的Ag@TiO2纳米线，降解亚甲基蓝比较催化效果。
创新点：单独的二氧化钛作为光催化材料存在这一些问题，因此向二氧化钛中加入一些金属离子借助等离活元效应，可以提高活性。之前别人使用Ag-TiO2层状或颗粒结构，这样通过掺入金属Ag使二氧化钛产生晶格缺陷，在一定程度上可以提高光催化效果，但是这种晶格缺陷也会成为光生电子和空穴复合的中心，所以对光催化性能的提升并不大。因此本文采用Ag@TiO2核壳结构的纳米线，这样不仅可以使TiO2有较大长径比结构，而且金属核可以作为光生电子的临时存储地方，降低光生电子空穴的复合几率，以此来提高光催化效果。 课题进度安排: 1．2017.10.22——2017.12.1选定毕业论文课题。 2．2017.12.2—2018.1.14在指导老师帮助下调研，收集资料，进行资料分析，完成开题报告。 3.2018.1.16—2018.4.30在开题报告的基础上进行研究和论文初稿写作。 4.2018.5.4—2018.5.13论文撰写完毕之后，请指导教师对初稿进行审阅，提出修改意见。根据指导教师对论文提出的修改意见进行一次修该。 5．2018.5.13—2018.5.18 在指导老师的帮助下对论文二次修改。 6．2018.5.18—2018.5.22论文交给指导老师定稿，提交答辩组。并做好答辩课件，准备答辩。 7．2018.5.23 论文评审答辩。 主要参考文献:WWW.eEelW.Com [1] Gero L, Arthur MW. An Innovative Air Pollution Control Technology For VOC Emissions. Journal of the Air, 1991, 41(8): 1045-1054 [2]Carl AB, Kreissl JF. Water Pollution Control Technology, Mechanical Engineers. Handbook: Energy and Power, 2006 [3] Alex H. Solid waste treatment technology. Environment Science Technology, 1972, 6(5): 412–421 [4] Dai CA, Liu B, Yan LT, Liu LY. Researches and Application of Cerium as Environmental Material. Rare Metal Materials and Engineering, 2009, 38(1): 357-360 [5]Jing L,Qu Y, Wang B,etc. Review of photoluminescence performance of nano-sized semiconductor materials and its relationships with photocatalytic activity. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2006, 90(12): 1773–1787 [6] Shapovalov VI. Nanopowders and films of titanium oxide for photocatalysis: A review. Glass Physics and Chemistry, 2010, 36(2): 121-157 [7] Lim M, Zhou Y, Wang LZ, etc. Development and potential of new generation photocatalytic systems for air pollution abatement: an overview. Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering, 2009, 4(4): 387-402 [8] Sheng GD, Li JX , Wang SW, etc. Modification to Promote Visible-Light Catalytic Activity of TiO2. Progress Chemistry, 2009, 21(12): 2492-2504 [9]Wang GM,Ling YC, Li Y.Oxygen-deficient metal oxide nanostructures for photoelectrochemical water oxidation and other applications. Nanoscale, 2012, 4(21): 6682-6691 [10]Liu G,Wang LZ, Yang HG, etc. Titania-based photocatalysts—crystal growth, doping and heterostructuring. Journal of Materials Chemistry, 2010, 15(25): 51–61 [11]Tatsuhiko I, Kazufumi A, Yuuka Y.Photocatalytic Reduction Reaction in Air using Au Nanoparticle-Loaded TiO2.Journal of Advanced Oxidation Technologies, 2010, 13(2): 164-171 [12] Yin LX, Wang YQ, Pang GS, etc. Sonochemical Synthesis of Cerium Oxide Nanoparticles—Effect of Additives and Quantum Size Effect. Journal of Colloid and Interface Science, 2002, 246(1): 78–84 [13]Kubo Y, Sboychakov AO, Franco N, etc.Macroscopic quantum tunneling and phase diffusion in a La2-xSrxCuO4 intrinsic Josephson junction stack. Physical Review, 2012, 86(14): 144532 [14] Wuester S, Dabrowska BJ, Davis MJ. Macroscopic Quantum Self-Trapping in Dynamical Tunneling. Physical Review Letters , 2012, 109(8): 080401 [15] Zhang RY, Elzatahry AA, Al-Deyab SS, etc. Mesoporous titania: From synthesis to application. Nano Today, 2012, 7(4): 344-366 [16]Stepanov AL.Applications of ion implantation for modification of TiO2: A REVIEW. Reviews on Advanced Materials Science, 2012, 30( 2): 150-165 [17]Uzunova-Bujnova M, Kralchevska R, Milanova M,etc. Crystal structure, morphology and photocatalytic activity of modified TiO2 and of spray-deposited TiO2 films. Catalysis Today, 2010, 151(1-2): 14-20 [18]王静静.金属离子改性二氧化钛光催化性质的研究.浙江大学硕士学位论文.2011.10.15 [19]陈文娟.金属/TiO2薄膜复合光催化剂的可见光催化性能研究.苏州大学硕士学位论文.2017.4 [20]MUNIR M M,SURYAMAAS A B,ISKANDAR F,et al.Scaling law on particle-to-fiber formation during electrospinning[J].Polyme，2009，50(20):4935-4943 [21]Choi WY, Temrin A, Hofmfann MR, etc. The Role of Metal Ion Dopantsin Quantum-Sized Ti02: Correlation between Photo reaetivity and Charge Carrier Recombination Dynamies. Journal of Chemical Physics, 1994, 98(51): 13669-13679 [22]王振林.表面等离激元研究新进展. 物理学进展.2009.09.29.03 [23]Atwater, H. A.; Polman, A., Nat. Mater., 2010, 9, 205-213 [24]Zhang Zhibo, WangChen-Chi, Rama Zakaria, Ying Jackie. Role of Particle Size in Nanocrystalline TiO2-Based Photocatalysts[J]. J. Phys. Chem. B. 1998, 102: 10871-10878 |
