溶膠凝膠法及其應(yīng)用-PPT課件

1、2021/6/71提高光催化性能的黑色氫化二氧化提高光催化性能的黑色氫化二氧化鈦納米晶鈦納米晶 Increasing Solar Absorption for Photo catalysis with Black Hydrogenated Titanium Dioxide Nano crystals2021/6/72n文章結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介文章結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介n實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程n實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析n結(jié)論結(jié)論2021/6/73一、文章結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介一、文章結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介n首先文章在摘要以及引言部分介紹了二氧化鈦的主要用途光催化以及對(duì)水的分解，并在介紹其功用時(shí)同時(shí)也提出制約其應(yīng)用的問題，即對(duì)可見光的利用率不高。因

2、此討論了對(duì)二氧化鈦改性的一些方法，并提出了作者自己不同的改性方式氫化n其次，文章在提出自己不同的改性方式之后，對(duì)傳統(tǒng)與氫化做出了簡(jiǎn)單的對(duì)比。提出氫化的一些優(yōu)勢(shì)，并具體介紹了氫化的具體實(shí)驗(yàn)方法n文章在介紹了實(shí)驗(yàn)方法之后，通過HRTEM，XRD,Raman spectrascopy對(duì)改性之后的二氧化鈦晶體的結(jié)構(gòu)做出了探討。并且對(duì)二氧化鈦的光催化性能以及產(chǎn)氫性能進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)探討n最后文章通過xps，分光光度計(jì)以及數(shù)學(xué)模型對(duì)結(jié)論進(jìn)行了詳細(xì)的分析，很好的證實(shí)了其結(jié)論2021/6/74二、實(shí)驗(yàn)操作過程二、實(shí)驗(yàn)操作過程n2.1 納米二氧化鈦的制作 本實(shí)驗(yàn)主要以TTIP（異丙醇鈦）、F127、H2O、C2

3、H5OH、HCl為實(shí)驗(yàn)材料，按照摩爾比為TTIPF127HClH2OC2H5OH為1: 0.005: 0.5:15:40的比例配置前驅(qū)溶液。然后將配置好的前驅(qū)溶液在40攝氏度下保溫24h，保溫之后再將溶液置于110攝氏度下蒸發(fā)24小時(shí)，使溶液沉淀出粉末。再將粉末在500攝氏度下熱處理6h，加熱與冷卻的速度均為0.3攝氏度每分鐘，由此制成未改性的納米二氧化鈦晶體 在納米二氧化鈦制成之后，將其置于真空室中保存1h，然后將其放入氫氣分壓為20bar的高壓釜中，200攝氏度保持5天，從而達(dá)到對(duì)二氧化鈦的改性2021/6/75二、實(shí)驗(yàn)操作過程二、實(shí)驗(yàn)操作過程n2.2 改性二氧化鈦光催化性的實(shí)驗(yàn)方法 在改

4、性二氧化鈦的光催化實(shí)驗(yàn)中，主要以甲基藍(lán)為實(shí)驗(yàn)溶液，通過二氧化鈦對(duì)甲基藍(lán)的分解來表征二氧化鈦的光催化效果。 具體實(shí)驗(yàn)方法為：將0.15mg改性后的二氧化鈦置于3.0 ml的甲基藍(lán)溶液中，并以全光譜太陽能發(fā)光器作為光源照射實(shí)驗(yàn)樣品，并對(duì)未改性的二氧化鈦采取相同的試驗(yàn)方法，形成對(duì)比試驗(yàn)組。在對(duì)比試驗(yàn)的同時(shí)，對(duì)改性后的二氧化鈦采取8次循環(huán)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證其光催化性能的重復(fù)性能 2021/6/76二、實(shí)驗(yàn)操作過程二、實(shí)驗(yàn)操作過程n2.3 光解水的實(shí)驗(yàn)過程 將改性后的納米二氧化鈦置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為百分之六的pt板上，在全光譜太陽能發(fā)生器的照射下，將其置于比例為1:1的水醇溶液之中。樣品測(cè)試將往復(fù)循環(huán)20天，每天樣品

5、照射5h，在完成一次試驗(yàn)后，將樣品采取避光處理。在實(shí)驗(yàn)15天后，避光處理3天，然后再實(shí)驗(yàn)5天，測(cè)量每天的氫氣產(chǎn)量 2021/6/77三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析n3.1 改性二氧化鈦的結(jié)構(gòu)分析 在經(jīng)過改性后的二氧化鈦，首先從表觀顏色上發(fā)生了改變。在經(jīng)過xrd、HRTEM、拉曼光譜的表征后表明，在經(jīng)過改性后的二氧化鈦，其晶型并未發(fā)生改變，依然為銳鈦型；而在高分辨率場(chǎng)發(fā)射電鏡下表明其晶粒表面產(chǎn)生了無序化也正是由于表面的無序化，使其產(chǎn)生了一系列的性能改變。 2021/6/78三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析n3.1 改性二氧化鈦的結(jié)構(gòu)分析 2021/6/79三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

6、與分析n3.1 改性二氧化鈦的結(jié)構(gòu)分析 2021/6/710三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析n3.2 光催化以及光解水的分析 2021/6/711三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析n3.2 光催化以及光解水的分析 2021/6/712三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析n3.3 二氧化鈦的XPS與光譜分析 通過對(duì)改性與未改性的二氧化鈦進(jìn)行紫外可見光譜分析可以發(fā)現(xiàn)未改性的二氧化鈦的禁帶寬度為3.3ev，而改性后的二氧化鈦的禁帶寬度1ev。表明改性后的二氧化鈦增大了對(duì)于可見與紅外光的吸收，大大的增加了可見光的利用程度 2021/6/713三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析n3.3 二氧化鈦的XPS與光譜分析 與此同時(shí)，根據(jù)XPS的數(shù)據(jù)分析，對(duì)于改性與非改性的二氧化鈦而言，其價(jià)帶頂分別為-0.92ev與1.26ev，結(jié)合光譜分析可以得出二氧化鈦的價(jià)帶與導(dǎo)帶分布 2021/6/714三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析n3.3 二氧化鈦的XPS與光譜分析 2021/6/715三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析n3.3 二氧化鈦的XPS與光譜分析 通過對(duì)樣品的光譜分析，可以發(fā)現(xiàn)二氧化鈦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的改變，但對(duì)于氫原子的結(jié)合方式還沒有做出探討。對(duì)于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)還沒有一個(gè)顯微細(xì)致的分析，故對(duì)樣品進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)