一、气-固相光催化反应器及其在空气净化中的应用研究进展（论文文献综述）
吴靖[1]（2020）在《黑磷-钼酸铋复合物的制备及其光催化CO2还原的研究》文中认为光催化CO2还原被认为是有效解决温室气体大量排放的方法,然而单一半导体受到电子-空穴复合和可见光利用率低的影响,光催化性能无法令人满意。构建复合催化剂可以使得光生电子空穴在两半导体间形成空间分离,进而提高光催化性能。本文先通过不同形貌的钼酸铋气-固相光催化CO2还原反应选出性能最佳的钼酸铋,然后与黑磷纳米片（BPNS）复合以进一步改善其性能,最后设计了一种新型气-固相光催化反应器用于BPNS-Bi2MoO6光催化CO2还原反应。主要内容包括以下三方面:首先,本文制备了三种不同形貌的钼酸铋:花状纳米片（Bi2MoO6-CTAB）、纳米板（Bi2MoO6-H2O）和多孔球（Bi2MoO6-EGEt）并对比其光催化CO2还原的性能。其中Bi2MoO6-CTAB光照4 h的CO产量高达48.3μmol·g-1,而Bi2MoO6-EGEt和Bi2MoO6-H2O这一数据仅为7.34和5.73μmol·g-1。Bi2MoO6-CTAB出色的光催化性能归功于56.99%的结晶度（分别比Bi2MoO6-EGEt和Bi2MoO6-H2O低4.78%和11.95%）带来更多的活性位点暴露,14 nm的厚度（分别比Bi2MoO6-EGEt和Bi2MoO6-H2O低4 nm和23 nm）减少了电子-空穴对的复合,2.85 eV的带隙（分别比Bi2MoO6-EGEt和Bi2MoO6-H2O窄0.05eV和0.1 eV）增强了可见光的利用,-0.79 V的导带（比Bi2MoO6-EGEt和Bi2MoO6-H2O皆负0.37 V）带来了更强的还原能力。其次,通过超声剥离制备了黑磷纳米片（BPNS）,采用机械法将其与Bi2MoO6-CTAB复合成2D/2D BPNS-Bi2MoO6复合光催化剂,并考察其光催化CO2还原活性。与Bi2MoO6相比,BPNS-Bi2MoO6复合光催化剂的光催化CO2还原活性得到明显提高,当BPNS和Bi2MoO6的质量比为1:100时,复合催化剂表现出最佳的光催化CO2还原活性,4 h的CO产量达到72.8μmol·g-l,是Bi2MoO6的1.5倍。同时,它的稳定性也非常出色,4组循环实验后产量仅下降10%。性能提升原因是BPNS的加入使催化剂对可见光的反射率从60%降至50%,还增强了催化剂上电子的迁移率;同时,BPNS和Bi2MoO6之间形成了紧密的2D/2D异质结,降低了Bi2MoO6内层电子结合能,有利于电子空穴在BPNS和Bi2MoO6之间的转移,大大增强了电子-空穴的空间分离。最后,基于1%BPNS-Bi2MoO6设计了一种新型的气-固相光催化反应器。利用石英滤膜固载催化剂,外接气体泵使CO2在反应体系中循环,不断地穿过催化剂层。新反应器克服了旧反应器顶照面积利用率低、产物脱附不及时等缺点,比旧反应器的光催化性能提高了6倍,4 h的CO产量高达516.4μmol·g-l。随后,以1%BPNS-Bi2MoO6作为催化剂,在该反应器中进行光催化CO2还原的工艺条件研究。结果显示,以流量100m L·min-1的CO2鼓泡20分钟即可达到最佳的CO2浓度,最佳的催化剂用量为100 mg。此外,1%BPNS-Bi2MoO6在400 nm滤光片和AM1.5滤光片下的CO产量分别为无滤光片条件下的30.7%和63.7%,进一步证实了该催化剂在可见光和太阳光下出色的光催化性能。
周雪梅[2]（2020）在《新型光催化空气净化装置对甲醛净化效果测试》文中认为随着国家房地产建设行业竞争发展,室内环境对于人们生活健康的影响越来越被大众所重视,且由于人民对于室内生活舒适度要求的提高,大量房屋建筑被过度装修,使得空气环境质量越来越差,室内空气品质逐渐下降,其中甲醛是室内空气最主要的污染物之一。在现有的研究中发现,光催化氧化技术作为室内空气净化最为有效的方法,具有反应彻底、反应速率快及安全可靠等特点。因此,整合现有光催化净化装置的优势,如何将光催化氧化技术更好地运用到实践中,从而使现有的光催化空气净化装置得到优化,使其更有益于光催化空气净化装置的发展。本文首先通过以光催化氧化反应为原理,研制一种新型的光催化空气净化装置并制作出了样机,其次通过搭建实验平台、优化光催化空气净化装置、实验方案设计、制备实验所需材料来研究此实验装置对甲醛的降解效果,并且将其与传统的平板式反应器进行对比研究,选择正交试验设计对三个可以控制的影响因素进行实验,使用数理统计中的相关知识对实验数据进行有效分析,确定本实验的最佳运行工况,最后在此运行工况下进行实验,探究此新型光催化空气净化装置的最佳净化效果,并通过对降解甲醛的性能分析来研究反应器优化的方法。得到主要研究成果如下:（1）将新型光催化空气净化装置与传统的平板式反应器放置在相同实验工况下,可得到自行设计的实验装置净化甲醛的降解效果更显着,且降解效率提高了25%。（2）通过正交实验设计,通过自然衰减实验和总衰减实验分析得到自行设计的新型光催化空气净化装置最佳实验工况条件为:甲醛初始浓度为1.0mg/m3,催化剂负载厚度为0.017mm,紫外光源为杀菌灯。（3）以洁净空气量为性能评价指标,通过对正交实验结果进行方差分析可得,甲醛初始浓度、光催化剂负载厚度、紫外光源这三个可控制的影响因素对于新型光催化空气净化装置的影响显着性各不相同,显着性水平为:紫外光源>光催化剂负载厚度>甲醛初始浓度。（4）当本实验装置处于最佳实验工况条件下时,可得到实验开始120min后甲醛在总衰减实验中的降解效率可达到81%,总衰减系数Ke=0.02,降解效果较好,将本实验中环境测试舱（实验室小隔间）体积换算为规范中的标准体积对本装置的净化能效分析可得本装置可被划分为高效级空气净化器。
胡仙桃[3]（2020）在《二氧化钛基复合体系的构建及光催化小分子转化的研究》文中研究说明随着工业生产和社会经济的快速发展,能源短缺和环境污染已成为当今世界面临的两大主要问题。因此,寻求一种绿色可持续的技术缓解环境和能源危机迫在眉睫。光催化技术是利用太阳能在相对温和的反应条件下在光催化剂上进行的化学反应,有望实现直接将太阳能转化为化学能的目标。利用光催化技术进行小分子光催化转化可以有效缓解能源短缺和环境污染。TiO2作为典型的半导体光催化剂广泛应用于光催化领域,但是由于其光响应范围窄以及光生电子空穴复合速率快而限制光催化转化效率。本论文为了提高TiO2光催化转化效率,从提高光生载流子的分离效率和拓展可见光的吸收两个角度出发,通过热辅助光催化策略、光热材料复合以及微孔聚合物修饰TiO2三个方面研究光催化小分子转化。本论文主要研究工作如下:（1）为了提高TiO2光催化转化效率,在气固相反应体系中引入了光热材料-聚吡咯光热膜。在光热膜辅助光催化体系下,TiO2的CH4产率高达18.3μmol g-1 h-1,是纯TiO2体系的3.5倍。光热膜的热辅助为反应体系提供的热的水蒸汽,促使更多更有效的质子参与反应。同时,局部热效应升高了反应体系温度,加速了气体分子和光生载流子的运动。此外,光热效应为CO2的活化和光催化反应中C-H的生成提供能量,光热协同催化有效提高了光催化转化效率。（2）在热辅助光催化体系的启发下,为了提高光生载流子的分离效率,在TiO2中引入光热材料-石墨烯,在葡萄糖的辅助下通过溶剂热反应成功制备了TiO2-石墨烯（TiO2-G）复合光催化剂,TiO2纳米颗粒在葡萄糖的作用下均匀粘附在石墨烯表面,形成了较强的界面相互作用。石墨烯的引入对TiO2的比表面积和CO2吸附能力影响不大,但大大提高光催化剂的光生载流子分离效率和表面温度,TiO2-G复合材料的CH4产率高达26.7μmol g-1 h-1,是纯TiO2的5.1倍。通过对催化剂表面温度监控以及动力学实验研究了石墨烯的光热效应,得出了增强的光催化活性归因于电子迁移率以及催化剂表面温度的提高。同时,CO2和H2O的氧化还原产物的测量对全面了解光催化机理具有重要意义。（3）为了拓展可见光的吸收,在TiO2-G的基础上采用原位编织的方法成功合成了具有丰富微孔结构和较大比表面积的多孔超交联聚合物-二氧化钛-石墨烯复合结构（HCP-TiO2-FG）。得益于HCP-TiO2-FG复合结构的强CO2捕获能力,HCP-TiO2-FG表现出优异的可见光光催化CO2还原性能。更重要的是通过吸附动力学及吸附等温模型研究了复合光催化剂的吸附性能,并在可见光的照射下进行光降解,HCP-TiO2-FG对磺胺嘧啶（SDZ）和对氯苯酚（4-CP）表现出优异的吸附-光降解性能。这主要归功于大的比表面积,扩大的可见光吸收范围和有效的光生载流子分离。由于其独特的多孔结构,为吸附分子从表面转移到内部微孔提供了通道,有利于催化剂表面有机污染物分子的光催化氧化。此外,还对光催化降解机理进行了研究并给出了可能的降解路径。
孙艳娟[4]（2019）在《Bi系光催化材料的结构调控与光催化去除NO的反应机理研究》文中研究表明一氧化氮（NO）是当前大气复合污染和灰霾的关键诱因,其在大气中浓度低、活性高,是形成PM2.5的重要前驱体。光催化技术可利用太阳光,在常温常压下实现对NO的脱除,被认为是最具前景的环境技术之一。Bi系光催化材料由于其独特的电子结构,在环境空气NO污染物净化领域展现出良好的性能。其中,（BiO）2CO3材料成本低、易调控,是当前的研究热点之一。然而,其宽禁带半导体特性导致可见光响应度低、光催化活性低,且光催化净化NO的反应机理不明确,这限制了Bi系材料的光催化应用。本文通过非金属掺杂、异质结设计和缺陷构造,实现（BiO）2CO3的结构调控,提高可见光响应范围;利用原位红外光谱和模拟计算,在分子尺度揭示NO在材料表面的吸附形态和反应机理,为催化活性的提升奠定了理论基础;据此,进一步实现了针对Bi2MoO6体系的结构调控和可见光催化活性的增强。本文主要研究内容如下:利用水热法实现了N掺杂（BiO）2CO3分级微球的结构调控,并揭示其生长机理。在水热反应过程中,NH4+离子中的N原子进入（BiO）2CO3晶格,取代（BiO）2层的O原子,形成N掺杂（BiO）2CO3结构。实验数据与模拟计算表明,N掺杂降低了（BiO）2CO3禁带宽度,拓展其光响应范围至可见光区;N掺杂促进了（BiO）2CO3表面电子向N原子区域汇集,进而提升了光生电荷的分离与传输;N掺杂优化了局部电子结构,提高了催化剂对反应物（H2O,O2和NO分子）的活化效率,促进了氧化性活性自由基的生成。因此,N掺杂（BiO）2CO3分级微球实现了在可见光照射下对低浓度NO的高效氧化去除,净化效率达到41.5%。相比于N元素,F元素具备更高的电负性,可形成更强的电子局域化作用。采用水热法调控了F掺杂（BiO）2CO3分级微球结构;实验与模拟计算相结合,研究了F掺杂（BiO）2CO3的显微结构和电子结构。结果表明,F掺杂降低了（BiO）2CO3禁带宽度,提高了可见光吸收效率,促进了光生电荷的分离;F原子取代（BiO）2层中的O原子,改变了催化剂表面电荷分布,并提高了对反应物的活化效率,促进了氧化性活性物质的生成。F原子的高电负性增强了反应物的活化能力,使（BiO）2CO3对NO的净化效率提高至48.1%。采用原位红外光谱动态研究了催化剂表面NO吸附和可见光催化净化NO的反应过程。相比于本征（BiO）2CO3,F掺杂（BiO）2CO3在光催化反应过程中生成了中间产物NO+,改变了光催化氧化NO的反应路径,提高了NO净化效率。为了进一步提升光催化材料的活性,构筑了Bi/BiOI/（BiO）2CO3异质结体系。在该异质结中,氧缺陷、双异质结（即Bi/BiOI和BiOI/（BiO）2CO3）)以及Bi纳米颗粒的表面等离子体共振效应,共同促进了光吸收范围的拓展、电子-空穴的分离和电荷载流子浓度的增加,提高了整体的可见光催化净化效率。结果表明,Bi/BiOI/（BiO）2CO3异质结结构大幅增强NO去除率,达到50.7%,高于BiOI、N掺杂（BiO）2CO3和F掺杂（BiO）2CO3。模拟计算和实验结果进一步表明,Bi/BiOI/（BiO）2CO3复合异质结构促进了光催化NO氧化的活性氧物质生成。为了进一步揭示氧缺陷的作用机制,以结构稳定的Bi2MoO6为基底,通过化学还原法将氧缺陷引入Bi2MoO6中;结合实验数据和模拟计算,探讨了氧缺陷对电子结构、光催化活性和NO净化反应机理的影响。结果表明,催化剂制备过程中NaBH4的加入诱导了Bi2MoO6中氧缺陷的形成,对拓展Bi2MoO6的可见光吸收起着重要作用。缺陷态Bi2MoO6的可见光催化活性明显增强,对NO净化效率为43.5%,高于未改性Bi2MoO6的可见光催化活性。这可归因于氧缺陷在Bi2MoO6的禁带中产生缺陷能级,从而促进电荷分离和转移过程,产生更多的活性自由基参与光催化NO氧化反应。利用原位红外光谱动态监测光催化NO氧化过程,观察反应中间产物,提出缺陷态Bi2MoO6光催化净化NO的吸附-反应机理。本论文为Bi系光催化材料的结构调控和可见光催化净化NO反应机理的揭示,奠定了理论和技术基础。
王腾[5]（2019）在《g-C3N4量子点光催化降解挥发性有机污染物性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着工业化水平不断的加深,环境污染问题已经变得越来越严峻。这些环境问题包括大气污染、水污染和固废污染等。其中大气污染已经上升为最近几年研究的重点,而挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）已然成为大气污染的重要污染物。现阶段VOCs给生态环境甚至人类健康带来了严重的威胁。我国近年来也首次将VOCs纳入了监管范围,这给VOCs治理技术的研发和推广带来了新的机遇。在众多治理技术中,催化氧化技术可以将VOCs最终矿化为CO2和水,达到高效去除VOCs的目的。新兴光催化氧化技术是利用太阳光作为能量,通过光催化剂将光能转换为化学能从而将VOCs分解为CO2和水,是解决环境问题的重要手段之一,也是催化氧化技术中最有前景的技术手段之一。对于光催化反应来说核心是光催化剂的选择,而在众多光催化剂中,g-C3N4QDs具有出色的光吸收性能,因此可以在光（电）催化反应中用作光敏剂。此外g-C3N4QDs特有的光致发光（PL）和上转换光致发光（UCPL）的性质使它们可以用作光催化中的光谱转换器,尤其是UCPL行为可以利用更长波长的近红外（NIR）光。g-C3N4QDs不仅是由地球上较丰富的元素碳、氮所组成,而且还具有良好的生物相容性以及特殊的量子效应,因此本论文选取具有优异光学性质的gC3N4QDs作为研究对象,通过对于其合成、性质以及应用进行系统的总结,为进一步研究提供了理论基础。然后将g-C3N4QDs和宽带隙的P25（金红石和锐钛矿相混合的二氧化钛,尺寸在25纳米左右）进行复合,实现P25的可见光吸收的改善以及光催化性能的提高,最后利用自行设计的实验室气固相光催化降解VOCs的评价系统,对制备的催化剂的光催化性能进行评价。本论文的具体内容如下:本实验为了更好的模拟VOCs的实际情况,设计了一套实验室气固相光催化降解VOCs的评价系统,首先通过空白实验验证了系统的稳定性,再通过已知的催化剂对系统的实用性进行了评估。本系统不仅可以提供不同浓度的VOCs、氧气以及不同湿度的混合气体,还可调控反应温度进行影响评价实验。综上结果表明:通过自行搭建的本系统具有良好的稳定性以及实用性。为了更好的了解g-C3N4QDs的相关特性,本论文总结了有关g-C3N4QDs的各种制备方法、优异的光学性质以及在光催化领域的各个应用,为后续实验提供了理论基础保障。通过以尿素为氮源,以柠檬酸钠为碳源,利用低温固相法制备g-C3N4QDs,再利用水热法进行g-C3N4QDs/P25复合物的合成,此外通过设置不同比例以合成具有不同gC3N4QDs含量的g-C3N4QDs/P25复合物并进行光催化性能测试。吸附-光催化降解苯乙烯的实验表明,g-C3N4QDs/P25表现出更高的可见光光催化性能,这主要是由于gC3N4QDs作为光敏剂可以将P25的吸收光谱延伸到可见光的区域,提高了P25在可见光区域的光响应。
张勇[6]（2019）在《微纤复合ZSM-5分子筛膜催化剂的制备及其在VOCs催化燃烧中的应用》文中研究表明科学技术的飞速发展给人们的日常生活带来极大方便,同时给人类赖以生存的环境造成了严重的破坏,主要在于废气、废水与废渣的排放而引起的污染问题。其中,有机废气（如甲苯和三氯乙烯等）具有易扩散,不可预见性和高毒性等特点,对其进行有效治理迫在眉睫。目前常见的处理技术主要有回收技术和销毁技术两大类。其中,催化燃烧法以其起燃温度低、脱除效率高、无二次污染等优点而被广泛应用于VOCs的处理中。催化燃烧法的关键在于寻找合适的催化剂,目前,以Cu、Cr为活性组分的颗粒催化剂对甲苯或者三氯乙烯表现出优异的催化活性。然而,采用浸渍法制备的催化剂的活性组分易团聚,颗粒较大容易堵塞多孔材料孔道结构而影响催化剂催化活性的进一步提升,此外基于颗粒催化剂的固定床反应器存在传质传热差、接触效率低、床层压降高等缺点。因此,开发一种活性组分颗粒小且分散均匀的高催化性能的分子筛催化剂,并设计基于该催化剂的催化燃烧VOCs工艺是一项具有理论意义和实用价值的前沿性课题。本文在管式炉的基础上设计了化学气相沉积（CVD）法制备催化剂的工艺流程,开发了一系列用于VOCs处理的微纤复合分子筛膜催化剂,并考察了基于该催化材料的固定床反应器对甲苯或三氯乙烯的催化燃烧性能,稳定性,失活机理研究及催化燃烧本征动力学研究。首先,研究了甲苯在基于Cu/ZSM-5催化剂的固定床反应器上的催化燃烧性能。采用XRD、N2吸脱附、SEM、EDS、H2-TPD、XPS等对Cu/ZSM-5催化剂进行表征分析,并对比了浸渍法和CVD法制备催化剂的催化性能。表征结果说明与浸渍法制备的催化剂相比较,CVD法制备的催化剂的活性组分颗粒小,约为23.84 nm,且分散均匀。同时,催化实验结果说明CVD法制备的催化剂具有较高的催化活性和稳定性,其T90比浸渍法的降低了近20℃,同时,在连续反应63 h之后,对甲苯的转化率仍然保持在90%左右。其次,研究了三氯乙烯在基于Cr-Cu/ZSM-5催化剂的固定床反应器上的催化燃烧性能。采用化学气相沉积法制备了总金属负载量为3 wt%的单组份Cu/ZSM-5、Cr/ZSM-5和双组份Cr-Cu/ZSM-5分子筛催化剂,采用N2吸脱附、XRD、SEM、XPS、NH3-TPD和H2-TPR等表征技术对催化剂进行了系统的表征,并考察了活性组分、进口浓度、床层高度和空速对TCE催化性能的影响。结果表明活性组分均匀地分散在ZSM-5分子筛表面,同时Cu、Cr双组份金属之间的协同效应提高了催化剂的催化燃烧性能,其T90为430℃,比Cu/ZSM-5和Cr/ZSM-5催化剂的T90分别降低了23℃和38℃,并只检测到微量副产物C2Cl4。此外,催化实验结果表明Cr-Cu/ZSM-5分子筛颗粒催化剂对TCE的催化活性随着空速和TCE的进口浓度的增加而降低,随着床层高度的增加而升高。再次,研究了三氯乙烯在基于微纤复合Cu、Cr/ZSM-5分子筛膜催化剂的膜反应器上的催化燃烧性能。采用化学气相沉积法成功地制备了一系列Cu、Cr金属改性的微纤复合分子筛膜催化剂,采用XRD、N2吸脱附、SEM、XPS、NH3-TPD和H2-TPR等表征技术对其进行分析,并考察了三氯乙烯在基于该材料的膜反应器的催化燃烧性能,同时对比了颗粒催化剂与膜催化剂的催化燃烧性能。表征结果表明制备的ZSM-5分子筛膜膜厚为3.5μm左右,比表面积为198 m2/g,同时发现Cu或Cr组分均匀地分散在分子筛膜表面,且粒径为0.53 nm。催化结果表明负载量为1%Cr/ZSM-5/PSSF催化剂比负载量为7%Cu/ZSM-5/PSSF催化剂表现出更好的催化活性,将三氯乙烯转化率达到90%所需要的温度分别为438℃和490℃,且Cr/ZSM-5/PSSF催化剂的副产物浓度较低,稳定性较高,在连续反应40 h之后,三氯乙烯的转化率可达到90%左右。同时发现Cr（1）/ZP催化剂的T90比1%Cr/ZSM-5分子筛颗粒催化剂的降低了62℃,床层压降降低了近221%。此外失活表征结果表明,催化剂部分失活的原因是活性组分的流失,Cl组分的吸附导致中毒以及积碳导致的载体孔道堵塞。最后,研究了三氯乙烯在分子筛膜反应器上的催化燃烧反应本征动力学。通过考察分子筛膜厚度、晶粒大小以及空速对三氯乙烯的影响,来消除内外扩散对催化反应的影响。采用Power-rata Law和Mars-van Krevelen动力学模型对三氯乙烯的动力学数据进行拟合,结果表明Mars-van Krevelen模型更适合描述三氯乙烯在分子筛膜固定床反应器上的催化燃烧动力学过程,其反应机理为氧化-还原机理,其表面氧化反应活化能和表面还原反应活化能分别为122.25 kJ/mol和64.57 kJ/mol。
商倩倩[7]（2017）在《二氧化钛基高效复合纳米光催化剂的改性制备及其应用研究》文中认为TiO2光催化剂具有催化活性高、化学性质稳定、经济易得、安全无毒等优点,是目前公认的最佳光催化材料。可以被广泛应用于有机气体污染物降解、废水处理、光解水产氢、表面自洁净等领域,属于液固、气固相反应的范畴。但由于TiO2半导体材料存在光生电子-空穴复合率高,禁带宽度大的缺陷等问题,而未得到广泛的应用。为此,本研究针对TiO2光催化材料在自清洁、气相、液相污染物降解和光解水出氢应用中存在的问题,利用特殊晶面调控、GR负载、SrTiO3异质结等方式设计制备了三种TiO2基高效纳米复合材料,以提高其在各自应用中的光催化活性。并利用XRD、SEM、UV-vis、电化学性能测试等一系列表征手段,分析材料的晶面结构、表面形貌和光学性能等,探究材料的合成和光催化工作机理,为TiO2基高效复合材料的设计构建和应用研究提供基础。首先,利用对向靶磁控溅射法,通过对溅射压强的调节,在{001}SrTiO3基底上异质外延生长{001}晶面取向生长的单层TiO2纳米薄膜。通过XRD、SEM等一系列表征分析得知,随着溅射压强的增大,{001}TiO2纳米晶先按照原子层状生长模式后按照岛状模型生长。在溅射压强为1.5 Pa时制备的{001}TiO2/{001}SrTiO3异质外延薄膜具备优异的光电化学性能和亲水性。这归因于优异异质结的形成能够有效抑制光生电子-空穴对复合,且{001}晶面具有强氧化性,能够形成较多的表面自由基。其次,本研究利用锐钛矿相TiO2强氧化性的特性,采用简易水热法,通过添加氧化石墨（GO）以及HF酸,得到{001}TiO2/GR纳米复合材料。通过一系列表征分析方法,研究了GO和HF添加量对TiO2晶体形貌、{001}晶面暴露比例和光学性能的影响机理。并在GO添加量为18 mg,HF酸为3 mL时,制备出高活性的{001}TiO2/GR纳米复合材料,30 min内对VOCs气相污染物的降解效率高达70%,明显高于商业P25。光催化活性得到提高的工作机理为:GR碳材料的负载能够增强光吸收,有效增大吸附表面积,抑制电子-空穴对的复合。HF酸的添加可以促进强氧化性的{001}高能晶面的生长,并且与低表面能的{101}晶面形成晶面结抑制光生载流子的复合。再次,研究利用板钛矿相TiO2的还原性明显优于锐钛矿相和金红石相TiO2。通过添加NaBH4和GO,利用简易水热法合成Ti3+-（211）TiO2（B）/GR纳米复合材料。因（211）晶面具备较强的还原性,GR的负载,以及Ti3+自掺杂可以引入中间能级降低TiO2的禁带宽度,有效抑制光生电子-空穴复合。因此,材料显示良好的光水解出氢的能力,是同条件下制备纯板钛矿样品的2倍。
吴思奇[8]（2017）在《TiO2/ACF复合光催化剂的制备及其降解甲醛的研究》文中研究指明室内环境对健康的影响是国家城市建设发展与环境工程领域中的重要研究方向。随着人们对家居舒适度要求的提高,室内装修率不断提升,给室内环境带来极大威胁,室内空气品质逐步下降,VOCs污染加剧,甲醛污染尤其严重。TiO2光催化技术可以有效降解室内甲醛,具有安全性、持久性和彻底性等特点。但TiO2自身呈粉末态,只能将与其接触的甲醛降解,净化效率较低,且使用后存在分离回收难等问题。如何克服这些难题,研究一种高效负载型光催化剂及空气净化装置,已成为光催化领域的研究热点。本文首先结合吸附原理和光催化原理,采用浸渍—提拉法,以活性炭纤维ACF为载体,负载纳米TiO2制成一种复合光催化剂。其次通过搭建实验平台、优化空气净化装置、设计实验方案,研究复合光催化剂对甲醛的降解效果,确定最佳实验催化材料;并对其进行X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）表征,分析TiO2形貌结构对其催化性能的影响。然后通过对影响因素的研究,设计并进行正交实验,确定最佳催化条件。最后,在最佳催化条件下进行甲醛降解实验,结合标准对净化器的性能进行评价。主要研究成果如下:（1）与单一吸附或光催化相比,TiO2/ACF复合光催化剂利用ACF的吸附性能将甲醛聚集于催化剂表面,协同降解甲醛,效果较好。综合ACF吸附能力及负载时TiO2用量考虑:3mm厚度的ACF作为试验用活性炭纤维载体最为合适。（2）进行单因素分析实验,对比TiO2负载质量比为23.29%、45.88%、65.87%、86.34%四组复合材料的降解实验结果,TiO2与ACF的质量比为45.88%的复合材料净化效果最佳,120min时其降解效率可达90%。（3）进行复合光催化剂的XRD、SEM表征,分析TiO2形貌结构等对其催化性能的影响,所得结论与降解实验结果基本一致,负载质量比为45.88%时复合光催化剂性能最好。（4）进行多因素正交实验,以洁净空气量为指标,分析相关影响因素,其显着性排序为甲醛初始浓度>气体流动速度>紫外光光照强度。在温度24℃26℃、相对湿度50%70%环境下,光催化空气净化器的最佳催化条件为:空气流速1.71m/s、光照强度210lux、甲醛初始浓度1.0mg/m3。（5）在最佳催化条件下,按照《空气净化器》GB/T18801-2015折算标准V=30m3,得实验用空气净化装置的净化效能η=1.425 m3/（W·h）,属于高效级空气净化器。本文通过对光催化的理论研究,结合吸附净化方法,研究制备了一种复合光催化剂。利用其对甲醛的净化实验研究,结合X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析,给出了空气净化装置的最佳催化材料。在此基础上,分析了环境因素对光催化的影响,并得到了最佳催化条件,为光催化空气净化器的发展提供参考,对改善室内空气品质具有重要意义。
杨访[9]（2015）在《纳米光催化网降解工业甲苯气体》文中研究说明挥发性有机废气是目前最主要的大气污染物之一,对人类的生产和生活已经造成了严重的影响,而挥发性有机废气的治理也成为了近几年大气污染防治的热点问题之一。与传统的废气治理技术相比,如吸收法、吸附法、生物过滤等,纳米TiO2光催化技术是一个经济、高效和绿色的新型污染治理技术。但是纳米TiO2存在吸附性性能差,与污染物分子接触几率小以及颗粒小易流失等缺点,开发负载型光催化剂技术将是解决这一问题的关键环节。本论文采用浸渍法,使用大比表面积、大通量和压降小的蜂窝活性炭（ACH）为载体,光催化活性良好的P25 TiO2为光催化剂,制备了不同TiO2含量的复合材料——光催化网ACH/TiO2。通过模拟和设计工业甲苯废气发生装置,在自制固定式光催化反应器中,用自制光催化网进行甲苯气体的气相光催化降解实验,并采用氮气吸附-脱附、XRD和SEM等测试手段对自制光催化网进行表征。研究考察了ACH和ACH/TiO2的吸附性能,同时做了TiO2负载量、甲苯气体初始浓度和气体流速的3因素4水平的正交实验,确定最佳的降解条件和降解率。评价某商用光催化网ACH/TiO2降解甲苯气体的效果,考察甲苯气体初始浓度、气体流速、反应器内部相对湿度和温度等因素对其光催化性能的影响。实验结果表明：浸渍法对ACH/TiO2吸附性能影响不大,ACH作为载体提高了甲苯气体的处理浓度范围。纯纳米TiO2颗粒降解甲苯气体效率不高,而ACH/TiO2能够持续高效地降解甲苯气体,证明了ACH与纳米TiO2具有光催化协同作用。在自制光催化网降解甲苯气体中,最佳降解条件是ACH/TiO2-Ⅲ、240 mg/m3、1L/min,此时甲苯降解率为90.0%,TiO2质量分数为15.5%。通过评价商用光催化网,发现商用ACH/TiO2中TiO2含量为12.5%±1%、水含量为21.5%,在甲苯初始浓度410 mg/m3、气体流速1L/min、反应器内相对湿度30%和80℃条件下,其降解甲苯气体效果最佳。对ACH/TiO2降解甲苯气体的整个反应过程进行了研究考察。实验结果发现降解甲苯气体经历甲苯气体分子被ACH活性位点吸附、吸附态的甲苯气体分子和TiO2在光照条件下发生催化氧化反应和吸附态的产物分子在TiO2表面脱附这三个基本步骤；整个甲苯气体降解动力学反应既不是零级反应,也不是一级反应,但是在实验前40 min内,其动力学反应比较符合一级动力学规律。
林松雪[10]（2010）在《流化床—石英光纤光催化装置的建立及其应用》文中认为针对现有光催化反应器中光传输效率低、光子、反应物、催化剂三者不能有效接触的缺点,本论文开展了新型光催化反应器的设计,搭建了流化床-光纤光催化反应装置,进行了光催化反应器的性能优化和测试,利用该装置进行了甲醛光催化氧化的研究,并得到了一系列有意义的结果。研究内容主要包括:（1）设计了流化床-光纤光催化反应系统,包括整体气路的设计、流化床设计和光纤光源设计。整体气路由气体发生器、气体混合室、光催化反应器、检测系统等组成。流化床反应器外形为圆柱形,流化床直径10mm、高度100mm;扩大段直径16mm、高度16mm;分离段高度120mm、出口段高度50mm;反应器总长426mm。以橡胶板固定光纤,光源系统的的组成为每平面8个光纤孔,上下间距3.4mm。气路中,对光催化反应器影响重要的有入口管路口径和气体分布板,分别选取了直径2mm和400目。（2）对新设计和搭建的流化床-光纤光催化反应装置进行了性能优化和测试,主要从流化床流态影响、光强的影响等方面来进行优化,在催化剂粒径为60120目、气体总流量为180mL/min、流化床的静床层高度为68mm时,流化床高度为90mm,得到最好的流态效果。以丙酮和TCE作为研究对象,在最优条件时进行光催化,得到丙酮的光催化降解率为69.9%、光量子效率为3.46%,反应速率为3.98μmol/（g催化剂·min）。三氯乙烯的光催化降解率可以达到100%、光量子效率为4.66%,反应速率为4.55μmol/（g催化剂·min）。与以往的固定床光纤光催化反应器和流化床光催化反应器进行了对比,流化床-光纤光催化反应器具有更优的光催化性能。（3）利用流化床-光纤光催化反应系统进行了甲醛的光催化降解研究,降解率可以达到85.71%,光量子效率为7.95%,反应速率为6.44μmol/（g催化剂·min）。
二、气-固相光催化反应器及其在空气净化中的应用研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、气-固相光催化反应器及其在空气净化中的应用研究进展（论文提纲范文）
（1）黑磷-钼酸铋复合物的制备及其光催化CO2还原的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 光催化CO_2还原的基本原理 |
| 1.3 钼酸铋光催化剂的研究进展 |
| 1.4 黑磷光催化剂研究进展 |
| 1.4.1 晶体结构 |
| 1.4.2 能带结构 |
| 1.4.3 光学性质 |
| 1.4.4 电荷迁移率 |
| 1.4.5 多层黑磷的剥离 |
| 1.4.6 黑磷光催化应用 |
| 1.5 复合催化剂基本原理 |
| 1.5.1 Ⅰ型异质结 |
| 1.5.2 Ⅱ型异质结 |
| 1.5.3 p-n异质结 |
| 1.5.4 肖特基结 |
| 1.5.5 Z型异质结 |
| 1.6 选题的依据和研究内容 |
| 1.6.1 选题的依据 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 Bi_2MoO_6的制备及其光催化CO_2还原的研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 催化剂的制备 |
| 2.2.2 催化剂的表征 |
| 2.2.3 光催化CO_2还原反应及循环实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 红外光谱分析 |
| 2.3.3 扫描电镜分析 |
| 2.3.4 透射电镜分析 |
| 2.3.5 氮气吸附-脱附分析 |
| 2.3.6 稳态和时间分辨荧光光谱分析 |
| 2.3.7 紫外-可见光漫反射光谱分析 |
| 2.3.8 瞬态光电流响应谱分析 |
| 2.3.9 阻抗谱分析 |
| 2.3.10 莫特肖特基电位分析 |
| 2.3.11 光催化CO_2还原性能 |
| 2.3.12 循环实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 BPNS-Bi_2MoO_6复合物的制备及其气-固相光催化CO_2还原的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 催化剂的制备 |
| 3.2.2 光催化剂的表征 |
| 3.2.3 光催化CO_2还原反应及循环实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 X射线衍射分析 |
| 3.3.2 红外光谱分析 |
| 3.3.3 扫描电镜分析 |
| 3.3.4 透射电镜分析 |
| 3.3.5 稳态和时间分辨荧光光谱分析 |
| 3.3.6 紫外-可见光漫反射光谱分析 |
| 3.3.7 氮气吸附-脱附曲线分析 |
| 3.3.8 瞬态光电流响应谱分析 |
| 3.3.9 阻抗谱分析 |
| 3.3.10 莫特肖特基电位分析 |
| 3.3.11 X射线光电子能谱分析 |
| 3.3.12 活性数据分析 |
| 3.3.13 循环实验 |
| 3.3.14 BPNS-Bi_2MoO_6光催化CO_2还原机理 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 新型气-固相光催化反应器的设计及工艺条件研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 新型气-固相光催化反应器设计 |
| 4.3 新型气-固相光催化反应系统光催化最佳工艺条件的研究 |
| 4.3.1 新型气-固相光催化反应系统部件参数 |
| 4.3.2 光催化CO_2还原反应 |
| 4.3.3 新、旧反应器光催化CO_2还原产量对比 |
| 4.3.4 催化剂用量对光催化CO_2还原产量的影响 |
| 4.3.5 CO_2鼓泡排气时间对CO产量的影响 |
| 4.3.6 滤光片对光催化CO_2还原产量的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（2）新型光催化空气净化装置对甲醛净化效果测试（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光催化技术的研究 |
| 1.2.2 光催化材料的研究 |
| 1.2.3 光催化反应器的研究 |
| 1.2.4 光催化反应影响因素的研究 |
| 1.3 课题来源及研究内容 |
| 1.3.1 课题主要来源 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 1.3.3 研究目标 |
| 1.3.4 拟解决的关键技术问题 |
| 1.3.5 技术路线 |
| 1.4 小结 |
| 第二章 光催化空气净化装置的设计 |
| 2.1 光催化氧化技术 |
| 2.1.1 光催化反应机理 |
| 2.1.2 光催化反应特点 |
| 2.2 光催化空气净化装置的类型 |
| 2.3 新型光催化空气净化装置的设计 |
| 第三章 光催化降解甲醛实验方案设计 |
| 3.1 催化剂的选择及负载 |
| 3.1.1 催化剂的选择 |
| 3.1.2 催化剂的负载 |
| 3.1.3 催化剂负载量及负载厚度的计算 |
| 3.2 主要实验仪器 |
| 3.3 实验方案设计 |
| 3.3.1 性能强化分析 |
| 3.3.2 正交试验设计 |
| 3.3.3 反应器性能评价 |
| 3.4 实验过程 |
| 3.4.1 环境舱内气密性实验 |
| 3.4.2 反应器性能强化分析 |
| 3.4.3 影响因素实验分析 |
| 3.4.4 性能评价指标 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 实验数据处理与结果分析 |
| 4.1 环境舱气密性实验结果 |
| 4.2 反应器性能强化分析结果 |
| 4.3 正交试验数据处理与分析 |
| 4.3.1 影响因素实验分析 |
| 4.3.2 正交实验结果分析 |
| 4.4 新型光催化空气净化装置的性能评价 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 本文主要结论 |
| 5.2 未来展望 |
| 致谢 |
| 主要参考文献 |
| 附录 |
| 一、作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 二、作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 三、作者在攻读硕士学位期间申请的专利 |
（3）二氧化钛基复合体系的构建及光催化小分子转化的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化技术在能源和环境领域的应用 |
| 1.2.1 气相光催化反应 |
| 1.2.2 液相光催化反应 |
| 1.3 纳米TiO_2光催化体系的活性提升策略 |
| 1.3.1 热辅助光催化体系的构建 |
| 1.3.2 纳米TiO_2光催化剂的改性 |
| 1.4 论文的研究意义及内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 实验材料与实验方法 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.2 实验材料的制备 |
| 2.2.1 光热膜(PPy/Airlaid paper) |
| 2.2.2 层状质子化钛酸盐(LPT) |
| 2.2.3 氧化石墨烯(GO) |
| 2.2.4{001}晶面暴露的TiO_2 |
| 2.2.5 TiO_2-G系列样品 |
| 2.2.6 HCP-TiO_2-FG系列样品 |
| 2.3 实验材料的表征 |
| 2.4 光热催化蒸发水测试 |
| 2.5 光催化二氧化碳还原测试 |
| 2.6 吸附-光催化降解测试 |
| 2.6.1 吸附-光降解实验 |
| 2.6.2 分析方法 |
| 3 聚吡咯光热膜光热诱导水蒸发促进CO_2还原的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 光热膜体系形貌结构特征 |
| 3.2.2 光热膜体系光热性能测试 |
| 3.2.3 光热膜体系光催化活性评估 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 TiO_2-G光热效应促进光催化CO_2还原活性研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 TiO_2-G体系形貌结构特征 |
| 3.2.2 TiO_2-G体系光催化活性评估 |
| 4.2.3 TiO_2-G体系光电化学表征 |
| 4.2.4 TiO_2-G体系光热效应的研究 |
| 4.2.5 TiO_2-G体系光催化机理 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 微孔聚合物修饰TiO_2吸附降解持久性有机污染物的研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 HCP-TiO_2-FG体系形貌结构特征 |
| 5.2.2 HCP-TiO_2-FG体系CO_2 吸附及光催化CO_2 还原活性评估 |
| 5.2.3 HCP-TiO_2-FG体系吸附动力学 |
| 5.2.4 HCP-TiO_2-FG体系光降解活性评估 |
| 5.2.5 HCP-TiO_2-FG体系DRS和 PL表征 |
| 5.2.6 HCP-TiO_2-FG体系自由基的捕获 |
| 5.2.7 HCP-TiO_2-FG体系光催化降解机理 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论文与专利 |
（4）Bi系光催化材料的结构调控与光催化去除NO的反应机理研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 NO污染控制现状 |
| 1.1.2 光催化技术基本原理 |
| 1.2 Bi系光催化材料研究进展 |
| 1.2.1 Bi单质 |
| 1.2.2 卤氧化铋 |
| 1.2.3 碳酸氧铋 |
| 1.2.4 氧化铋 |
| 1.3 Bi系光催化材料反应机理研究进展 |
| 1.3.1 原位红外光谱的特点 |
| 1.3.2 原位红外应用于光催化反应机理研究 |
| 1.4 Bi系光催化材料的应用 |
| 1.4.1 光催化净化环境污染物 |
| 1.4.2 光催化固氮和水分解 |
| 1.4.3 其他应用 |
| 1.5 Bi系光催化材料研究展望 |
| 1.6 本文研究目的 |
| 1.7 本文研究的主要内容 |
| 2 实验材料、仪器设备和光催化性能评价方法 |
| 2.1 实验材料与试剂 |
| 2.2 实验设备和表征仪器 |
| 2.3 研究所使用的材料表征仪器功能简介 |
| 2.4 模拟计算方法 |
| 2.5 原位红外光谱系统 |
| 2.6 光催化净化NO性能评价过程及装置 |
| 3 非金属N掺杂(BiO)_2CO_3分级微球的生长机理及可见光催化性能增强机制 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 催化材料制备与电子结构模拟 |
| 3.2.1 催化剂制备过程 |
| 3.2.2 模拟计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 N掺杂(BiO)_2CO_3分级微球的结构调控与生长机理 |
| 3.3.2 光学性质与电子结构模拟 |
| 3.3.3 光催化净化NO的性能及其增强机制 |
| 3.4 结论 |
| 4 非金属F掺杂(BiO)_2CO_3分级微球的电子结构解析及可见光催化反应机理 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 催化材料制备与模拟计算 |
| 4.2.1 催化剂制备过程 |
| 4.2.2 模拟计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 F掺杂(BiO)_2CO_3分级微球的结构调控 |
| 4.3.2 光学性质与电子机构模拟 |
| 4.3.3 反应物活化和自由基生成机制 |
| 4.3.4 光催化净化NO的性能增强机制与反应机理 |
| 4.4 结论 |
| 5 Bi/BiOI/(BiO)_2CO_3异质结的构建及可见光催化净化NO的性能增强机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光催化材料制备与模拟计算 |
| 5.2.1 Bi/BiOI/(BiO)_2CO_3材料制备 |
| 5.2.2 密度泛函理论(DFT)计算 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Bi/BiOI/(BiO)_2CO_3异质结的结构 |
| 5.3.2 光学性质与可见光催化性能 |
| 5.3.3 Bi/BiOI/(BiO)_2CO_3异质结的光催化机制 |
| 5.4 结论 |
| 6 含氧缺陷Bi_2MoO_6的制备及其增强的可见光催化性能 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 光催化材料制备和模拟计算 |
| 6.2.1 缺陷态Bi_2MoO_6的制备 |
| 6.2.2 密度泛函理论计算 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 Bi_2MoO_6的结构调控 |
| 6.3.2 氧缺陷对能带结构和光吸收的影响 |
| 6.3.3 活性物种捕获和光催化性能 |
| 6.3.4 光催化反应机理 |
| 6.4 本章结论 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 本文结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 本文展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读博士学位期间获得的科技奖励 |
| C.作者在攻读博士学位期间主持完成的科研项目 |
| D.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（5）g-C3N4量子点光催化降解挥发性有机污染物性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 挥发性有机物(VOCs)的概述 |
| 1.2.1 挥发性有机物的概念及危害 |
| 1.2.2 VOCs的治理方法概要 |
| 1.3 光催化概述 |
| 1.3.1 光催化原理 |
| 1.3.2 光催化在VOCs治理中的应用 |
| 1.4 实验室气固相光催化性能评价系统概述 |
| 1.5 石墨相碳化氮量子点(g-C_3N_4QDs)的概述 |
| 1.6 本论文的研究意义及内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 样品表征 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.3 紫外可见光谱(UV-vis) |
| 2.2.4 荧光光谱(PL) |
| 2.2.5 光电化学测试 |
| 2.2.6 PTR-Q-MS测试 |
| 第三章 气固相光催化氧化评价系统设计 |
| 3.1 气固相光热催化氧化评价装置的现状 |
| 3.2 气固相光热催化氧化评价装置的搭建 |
| 3.2.1 气固相光(热)催化氧化评价装置的组成 |
| 3.2.2 气固相光(热)催化氧化评价装置的特点 |
| 3.3 气固相光(热)催化氧化评价装置的评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 g-C_3N_4量子点的合成、性质及在光催化降解有机污染物领域的应用 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 g-C_3N_4QDs的合成方法 |
| 4.2.1 自上而下的路线 |
| 4.2.2 自下而上的路线 |
| 4.3 性质 |
| 4.3.1 光学吸收 |
| 4.3.2 光致发光(PL) |
| 4.3.3 上转换PL(UCPL) |
| 4.3.4 化学发光(CL) |
| 4.3.5 性质总结 |
| 4.4 g-C_3N_4QDs在光催化中的应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 g-C_3N_4QDs/P25 复合材料的制备及其光催化降解VOCs的性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 材料制备 |
| 5.2.1 g-C_3N_4QDs的合成 |
| 5.2.2 g-C_3N_4QDs/P25 的合成 |
| 5.3 光催化降解VOCs实验 |
| 5.3.1 吸附-光催化降解实验 |
| 5.3.2 光催化降解效率计算 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 XRD分析 |
| 5.4.2 TEM分析 |
| 5.4.3 紫外可见光谱测试 |
| 5.4.4 光催化性能研究 |
| 5.5 光催化机理探究 |
| 5.5.1 光电化学测试 |
| 5.5.2 荧光光谱测试 |
| 5.5.3 中间产物的测定 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 论文不足之处 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）微纤复合ZSM-5分子筛膜催化剂的制备及其在VOCs催化燃烧中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 挥发性有机物的来源与危害 |
| 1.3 VOCs的处理技术 |
| 1.3.1 回收技术 |
| 1.3.2 销毁技术 |
| 1.4 催化剂的研究进展 |
| 1.4.1 活性组分 |
| 1.4.2 催化剂载体 |
| 1.4.3 催化剂制备方法 |
| 1.5 微纤复合分子筛膜材料的研究进展 |
| 1.5.1 微纤复合分子筛膜材料 |
| 1.5.2 微纤复合分子筛膜材料在催化领域的应用 |
| 1.6 本论文的研究背景、研究意义与研究内容 |
| 1.6.1 本论文的研究背景及意义 |
| 1.6.2 本论文的研究内容 |
| 1.6.3 本论文的创新点 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料与仪器 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 实验装置及流程 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 ZSM-5分子筛膜的制备 |
| 2.3.2 浸渍法制备Cu、Cr/ZSM-5颗粒催化剂 |
| 2.3.3 化学气相沉积法制备Cu、Cr/ZSM-5颗粒与膜催化剂 |
| 2.3.4 表征与分析方法 |
| 2.3.5 催化活性评价 |
| 第三章 Cu/ZSM-5颗粒分子筛催化剂的制备及其对甲苯催化性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 Cu/ZSM-5颗粒分子筛催化剂的表征与应用 |
| 3.2.1 Cu/ZSM-5颗粒分子筛催化剂的表征 |
| 3.2.2 甲苯在Cu/ZSM-5颗粒分子筛催化剂上的催化燃烧反应 |
| 3.2.3 稳定性能评价 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 Cr-Cu/ZSM-5颗粒分子筛催化剂的制备及其对三氯乙烯催化性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 Cr-Cu/ZSM-5颗粒分子筛催化剂的制备与表征 |
| 4.2.1 XRD |
| 4.2.2 比表面积与孔结构分析 |
| 4.2.3 SEM和EDS |
| 4.2.4 XPS |
| 4.2.5 H_2-TPR |
| 4.2.6 NH_3-TPD |
| 4.3 三氯乙烯在Cr-Cu/ZSM-5颗粒分子筛催化剂上的催化性能研究 |
| 4.3.1 活性组分对催化剂活性的影响 |
| 4.3.2 TCE在 Cr-Cu/ZSM-5分子筛催化剂上催化反应动力学研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 微纤复合Cu、Cr/ZSM-5分子筛膜催化剂的制备及其对三氯乙烯催化性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 微纤复合Cu/ZSM-5分子筛膜催化剂的表征与应用 |
| 5.2.1 微纤复合Cu/ZSM-5分子筛膜催化剂的表征 |
| 5.2.2 三氯乙烯在微纤复合Cu/ZSM-5分子筛膜催化剂上的催化性能研究 |
| 5.3 微纤复合Cr/ZSM-5分子筛膜催化剂的制备与应用 |
| 5.3.1 微纤复合Cr/ZSM-5分子筛膜催化剂的制备与表征 |
| 5.3.2 三氯乙烯在微纤复合Cr/ZSM-5分子筛膜催化剂上的催化性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 三氯乙烯在微纤复合Cr/ZSM-5分子筛膜催化剂上的催化燃烧动力学研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 理论研究 |
| 6.2.1 气固相催化反应过程 |
| 6.2.2 分子筛膜反应器模型 |
| 6.2.3 Power-rate Law动力学模型 |
| 6.2.4 Mars and Van Krevelen模型 |
| 6.2.5 阿伦尼乌斯(Arrhenius)方程 |
| 6.3 本征动力学研究 |
| 6.3.1空白实验 |
| 6.3.2 外扩散的消除 |
| 6.3.3 内扩散的消除 |
| 6.3.4 本征动力学实验 |
| 6.4 动力学模型研究 |
| 6.4.1 Power-rate Law动力学模型 |
| 6.4.2 Mars and Van Krevelen动力学模型 |
| 6.4.3 TCE催化反应活化能 |
| 6.4.4 TCE催化燃烧动力学模型的验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）二氧化钛基高效复合纳米光催化剂的改性制备及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 英文缩写对照表 |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TiO_2 半导体材料的光催化机理 |
| 1.3 TiO_2 半导体常见的改性方法 |
| 1.3.1 贵金属沉积 |
| 1.3.2 过渡金属掺杂 |
| 1.3.3 非金属离子的掺杂改性 |
| 1.3.4 复合半导体 |
| 1.3.5 表面光敏化 |
| 1.3.6 晶面控制 |
| 1.4 TiO_2 光催化效率影响因素 |
| 1.4.1 晶型结构 |
| 1.4.2 表面特性 |
| 1.4.3 反应物的浓度以及种类的影响 |
| 1.4.4 pH值的影响 |
| 1.4.5 光强 |
| 1.5 TiO_2 光催化剂的制备方法 |
| 1.5.1 水热、溶剂热反应法 |
| 1.5.2 溶胶－凝胶法 |
| 1.5.3 直接氧化法 |
| 1.5.4 磁控溅射法 |
| 1.6 TiO_2 半导体光催化的应用及研究进展 |
| 1.6.1 TiO_2 半导体光催化在能源转化上的研究进展 |
| 1.6.2 TiO_2 半导体光催化在环境污染治理上的研究进展 |
| 1.6.3 TiO_2 半导体在自洁净中的应用 |
| 1.6.4 TiO_2 半导体光催化的其它应用 |
| 1.7 TiO_2 材料的晶体生长过程 |
| 1.7.1 晶体生长控制机理 |
| 1.7.2 TiO_2 的晶体生长理论 |
| 1.8 TiO_2 晶体研究现状 |
| 1.8.1 石墨烯掺杂的TiO_2晶体的研究现状 |
| 1.8.2 晶面控制的研究现状 |
| 1.8.3 含Ti~(3+)缺陷的TiO_2晶体的研究现状 |
| 1.8.4 板钛矿型TiO_2 晶体的研究现状 |
| 1.9 本论文的研究意义及主要研究内容 |
| 第2章 实验材料、仪器及表征测试方法 |
| 2.1 实验药品、仪器 |
| 2.2 材料表征方法 |
| 2.2.1 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.2 拉曼光谱(Raman) |
| 2.2.3 场发射扫描电子显微镜(FESEM) |
| 2.2.4 高分辨场发射透射电子显微镜(HR-TEM) |
| 2.2.5 紫外-可见漫反射光谱(UV-vis,DRS) |
| 2.2.6 傅里叶红外光谱(FT-IR) |
| 2.2.7 比表面积测定(BET)及孔径分析(BJH)测试 |
| 2.2.8 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.2.9 荧光光谱(PL) |
| 2.2.10 电子顺磁共振谱(EPR) |
| 2.3 光电性能测试 |
| 2.3.1 电极薄膜材料制备 |
| 2.3.2 电化学测试过程 |
| 2.3.3 电化学测试原理 |
| 2.4 光催化活性测试 |
| 2.4.1 光催化降解液相染料 |
| 2.4.2 光催化降解气相甲苯 |
| 2.4.3 光解水制氢 |
| 第3章 {001}TiO_2/{001}SrTiO_3 异质外延薄膜的制备及其亲水性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料及仪器 |
| 3.2.2 {001}TiO_2/{001}SrTiO_3异质外延薄膜的制备过程 |
| 3.2.3 {001}TiO_2/{001}SrTiO_3异质外延薄膜的表征 |
| 3.2.4 {001}TiO_2/{001}SrTiO_3异质外延薄膜的电化学测试 |
| 3.2.5 {001}TiO_2/{001}SrTiO_3异质外延薄膜的亲水角测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 不同溅射气压对薄膜的晶相结构影响分析 |
| 3.3.2 不同溅射气压对薄膜的形貌影响分析 |
| 3.3.3 不同溅射气压对薄膜的结构影响分析 |
| 3.3.4 不同溅射气压对薄膜电化学性能的影响分析 |
| 3.4 结论 |
| 第4章 {001}高能晶面暴露的石墨烯改性TiO_2高效复合材料的制备及其降解甲苯的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料及仪器 |
| 4.2.2 GR-TiO_2{001}纳米复合材料的制备 |
| 4.2.3 GR-TiO_2{001}纳米复合材料的表征 |
| 4.2.4 GR-TiO_2{001}纳米复合材料液相降解光催化活性测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 GO添加量对材料晶型生长的影响 |
| 4.3.2 HF酸添加量对GR-TiO_2{001}NCs晶型生长的影响 |
| 4.3.3 GR-TiO_2{001}NCs的结构组成 |
| 4.3.4 GR-TiO_2{001}NCs气相降解甲苯性能评价 |
| 4.3.5 GR-TiO_2{001}NCs提高光催化降解的机理解释 |
| 4.4 总结 |
| 第5章 特殊晶面暴露的高活性Ti~(3+)自掺杂板钛矿/石墨烯光催化材料及其水分解性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验材料及仪器 |
| 5.2.2 样品的制备 |
| 5.2.3 测试表征分析 |
| 5.2.4 电化学性能表征分析 |
| 5.2.5 光催化活性测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 晶体结构、形貌和(211)晶面的形成机理 |
| 5.3.3 Ti~(3+),GR和 (211)晶面的工作机理 |
| 5.3.4 能带结构 |
| 5.3.5 光催化活性测试 |
| 5.3.6 光催化还原性提高机理 |
| 5.4 总结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）TiO2/ACF复合光催化剂的制备及其降解甲醛的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光催化净化技术研究 |
| 1.2.2 光催化剂负载技术研究 |
| 1.2.3 光催化影响因素研究 |
| 1.2.4 光催化空气净化器研究 |
| 1.3 课题研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 TiO_2/ACF复合光催化剂的制备及表征 |
| 2.1 光催化技术及其应用现状 |
| 2.1.1 室内VOCs污染现状 |
| 2.1.2 光催化复合材料的性质 |
| 2.2 TiO_2/ACF复合光催化剂的制备 |
| 2.2.1 TiO_2、ACF材料选择 |
| 2.2.2 复合材料负载方法选择 |
| 2.2.3 TiO_2/ACF复合光催化剂制备 |
| 2.3 TiO_2/ACF复合光催化剂的表征 |
| 2.3.1 X射线衍射分析（XRD） |
| 2.3.2 扫描电镜分析（SEM） |
| 2.4 本章小结 |
| 3 光催化空气净化器降解甲醛的实验研究 |
| 3.1 实验目的 |
| 3.2 空气净化装置及仪器选择 |
| 3.2.1 空气净化装置 |
| 3.2.2 实验仪器选择 |
| 3.3 实验方案设计 |
| 3.3.1 气密性实验 |
| 3.3.2 材料评价实验 |
| 3.3.3 影响因素正交实验 |
| 3.3.4 空气净化器性能评价 |
| 3.4 实验步骤 |
| 3.4.1 气密性试验 |
| 3.4.2 材料评价实验 |
| 3.4.3 影响因素正交实验 |
| 3.4.4 空气净化器性能评价 |
| 3.5 复合光催化剂的表征 |
| 3.6 数据分析及评价方法 |
| 3.6.1 实验数据的取舍 |
| 3.6.2 衰减常数的计算 |
| 3.6.3 性能评价指标计算 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 实验结果与分析 |
| 4.1 气密性实验 |
| 4.2 材料评价实验 |
| 4.2.1 活性炭纤维吸附性能实验 |
| 4.2.2 不同实验材料净化对比实验 |
| 4.2.3 TiO_2负载量对降解性能的影响实验 |
| 4.2.4 材料评价实验小结 |
| 4.3 影响因素正交实验 |
| 4.3.1 正交实验结果与分析 |
| 4.3.2 因素显着性和最佳催化条件分析 |
| 4.4 空气净化器性能评价 |
| 4.5 复合光催化剂的表征分析 |
| 4.5.1 X射线衍射结果及分析 |
| 4.5.2 SEM扫描图像及分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者在攻读硕士学位期间申请的专利目录 |
| C. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目情况 |
（9）纳米光催化网降解工业甲苯气体（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 我国大气污染概述 |
| 1.2 常用VOCs废气治理技术 |
| 1.2.1 吸收技术 |
| 1.2.2 吸附技术 |
| 1.2.3 生物降解技术 |
| 1.2.4 等离子体降解技术 |
| 1.3 光催化技术 |
| 1.3.1 光催化研究进展 |
| 1.3.2 TiO_2光催化机理 |
| 1.3.3 纳米TiO_2光催化剂负载 |
| 1.4 研究目的、意义及内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 甲苯气体降解装置 |
| 2.2.2 自制固定式光催化反应器 |
| 2.2.3 气相色谱分析甲苯气体 |
| 2.3 实验标定和检测 |
| 2.3.1 甲苯气体标准曲线测定 |
| 2.3.2 气流稳定性测试 |
| 2.4 ACH/TiO_2光催化网材料的分析 |
| 2.4.1 结构分析 |
| 2.4.2 形貌分析—扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.3 含水量与TiO_2负载量测定 |
| 2.5 ACH/TiO_2光催化网的光催化性能测试 |
| 2.6 结论 |
| 第3章 浸渍法制备ACH/TiO_2光催化网 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验原料和仪器设备 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 仪器设备 |
| 3.2.3 ACH/TiO_2光催化网的制备方法 |
| 3.3 ACH吸附性能测试 |
| 3.3.1 ACH气相吸附 |
| 3.3.2 ACH液相吸附 |
| 3.3.3 ACH/Ti0_2 吸附 |
| 3.4 ACH/TiO_2光催化网材料分析 |
| 3.4.1 结构分析 |
| 3.4.2 形貌分析—扫描电子显微镜 |
| 3.5 不同TiO_2负载含量对ACH/TiO_2光催化网材料性能影响 |
| 3.6 ACH/TiO_2降解甲苯影响因素正交实验 |
| 3.6.1 正交实验设计方案 |
| 3.6.2 正交实验结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 动态条件下商用光催化网ACH/TiO_2评价 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 空白实验 |
| 4.3 商用ACH/TiO_2吸附性能 |
| 4.4 商用ACH/TiO_2光催化性能评价 |
| 4.4.1 甲苯初始浓度对降解甲苯气体的影响 |
| 4.4.2 气体流速对降解甲苯气体的影响 |
| 4.4.3 相对湿度对降解甲苯气体的影响 |
| 4.4.4 温度对降解甲苯气体的影响 |
| 4.4.5 光照时间对降解甲苯气体的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 ACH/TiO_2降解甲苯机理和反应动力学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 ACH/TiO_2降解甲苯反应过程分析 |
| 5.2.1 吸附过程 |
| 5.2.2 氧化过程 |
| 5.3 降解甲苯气体动力学分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表论文情况 |
（10）流化床—石英光纤光催化装置的建立及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 光催化反应基本原理 |
| 1.3 光催化反应器的研究现状 |
| 1.3.1 固定床光催化反应器 |
| 1.3.2 流化床光催化反应器 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 流化床-光纤光催化反应器的设计 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 流化床的设计 |
| 2.2.1 流化床设计的最初设想 |
| 2.2.2 流化床相关参数的理论计算 |
| 2.2.3 流化床的设计参数及加工 |
| 2.3 气路设计 |
| 2.3.1 气路的整体设计 |
| 2.3.2 反应气出、入口的设计 |
| 2.3.3 样品池的设计及加工 |
| 2.4 光纤光源的设计 |
| 2.4.1 光纤光源的性能测定 |
| 2.4.2 光纤的排布设计 |
| 2.5 反应器整体设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 实验材料、设备与方法 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验材料 |
| 3.3 实验设备 |
| 3.4 实验方法 |
| 3.4.1 光催化剂的制备与表征 |
| 3.4.2 目标污染气体的配制 |
| 3.4.3 光催化反应评价 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 光催化反应器性能优化与测试 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 流化床流态的优化 |
| 4.2.2 光强的优化 |
| 4.2.3 光催化反应器的性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 流化床的最佳参数 |
| 4.3.2 光源的最佳参数 |
| 4.3.3 丙酮的催化氧化 |
| 4.3.4 三氯乙烯的催化氧化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 流化床-光纤光催化反应器的应用 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 直接光解 |
| 5.2.2 载体的活性影响 |
| 5.2.3 光催化去除 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 甲醛的直接光解 |
| 5.3.2 载体的活性影响 |
| 5.3.3 甲醛的光催化氧化 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、气-固相光催化反应器及其在空气净化中的应用研究进展（论文参考文献）
- [1]黑磷-钼酸铋复合物的制备及其光催化CO2还原的研究[D]. 吴靖. 广西大学, 2020
- [2]新型光催化空气净化装置对甲醛净化效果测试[D]. 周雪梅. 贵州大学, 2020(04)
- [3]二氧化钛基复合体系的构建及光催化小分子转化的研究[D]. 胡仙桃. 华中科技大学, 2020(01)
- [4]Bi系光催化材料的结构调控与光催化去除NO的反应机理研究[D]. 孙艳娟. 重庆大学, 2019(01)
- [5]g-C3N4量子点光催化降解挥发性有机污染物性能研究[D]. 王腾. 广东工业大学, 2019(02)
- [6]微纤复合ZSM-5分子筛膜催化剂的制备及其在VOCs催化燃烧中的应用[D]. 张勇. 华南理工大学, 2019(01)
- [7]二氧化钛基高效复合纳米光催化剂的改性制备及其应用研究[D]. 商倩倩. 天津大学, 2017(01)
- [8]TiO2/ACF复合光催化剂的制备及其降解甲醛的研究[D]. 吴思奇. 重庆大学, 2017(06)
- [9]纳米光催化网降解工业甲苯气体[D]. 杨访. 华东理工大学, 2015(12)
- [10]流化床—石英光纤光催化装置的建立及其应用[D]. 林松雪. 哈尔滨工业大学, 2010(05)