N掺杂TiO2纳米晶的简易制备及其可见光光催化研究.doc

毕业设计（论文） N掺杂TiO2纳米晶的简易制备及其可见光光催化活性研究 学生姓名： 导师姓名： 所属学院： 专业班级：应用化学0602 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于1、必威体育官网网址囗，在 年解密后适用本授权书 2、不必威体育官网网址囗 。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日 毕业设计(论文)任务书 学生姓名： 专业班级： 应化0602班 指导教师： 工作单位：理学院化学系 设计(论文)题目: N掺杂TiO2纳米晶的简易制备及其可见光光催化活性研究 设计（论文）主要内容： 用简易的液相法制备N掺杂TiO2 用各种测试技术分析N掺杂TiO2纳米晶的相结构，表面形貌，比表面积及紫外可见吸收特性。 以液相甲基橙和若丹明B的光催化降解脱色来评价N掺杂TiO2纳米晶的可见光光催化性能 通过对N掺杂TiO2纳米晶的表面改性来增强可见光光催化性能 研究改性前后N掺杂TiO2纳米晶的可见光光催化增强机理 要求完成的主要任务: 查阅相关不少于15篇中外文献，其中英文文献不少于2篇，完成开题报告。完成不少于20，000字符英文文献翻译。 以钛酸四丁酯和氨水为原料，制备出N掺杂TiO2纳米晶。 结合各种测试技术，如XRD，BET，UV-vis， SEM等分析催化剂的形貌和微结构。 测试所制备催化剂的可见光光催化活性。 分析和处理实验数据，完成不少于12000字的毕业论文。 指导教师签名 系主任签名 院长签名(章) 武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告 1、目的及意义（含国内外的研究现状分析） 随着社会日新月异的发展，环境污染也越来越严重，很多世界性污染难题仍然得不到有力的解决，科学家一直在探索治理环境污染的有效方法。一些经典的常用方法如焚烧、深埋等治标不治本，并且需要能源支持。研究发现，一些半导体金属氧化物具有光催化性。顾名思义，在光照条件下，促使某些反应顺利进行。TiO2又以其独有的优势受到了前所未有的重视， 现在TiO2的应用范围又得到了进一步扩展，它还可以用来进行有机污染物的光催化降解，杀菌消毒、有机和无机合成、以及对贵重金属的回收等。太阳能对地球来说，是取之不尽用之不竭的。然而，由于TiO2的禁带宽度很大(3.2 eV)，只能在紫外光作用下才能起光催化反应。紫外光在太阳光中占有比例很少，反应当然不能大规模进行，因此发展可见光催化剂很有必要。 由于TiO2带隙较大，只能被400 nm以下紫外光激发，不能充分利用太阳能， 为了克服这些缺点，延伸TiO2在可见光区的响应，提高光催化反应效率， 很多研究者做了TiO2的改性研究。其中主要方法有：半导体复合、染料敏化和金属离子掺杂等。2001年Asahi等发现氮掺杂能减小TiO2禁带宽度，提高其在可见光区的光学活性。在此之后又相继出现碳、硼、硫、氟等非金属元素掺杂可以使TiO2在可见光区出现一定可见光光催化性能的报道。Choi等系统研究了多种金属原子掺杂TiO2粉末， 结果表明:0.5%(质量分数)Fe3+、Mo3+、Ru3+、Os3+、Re3+、V4+和Rh3+的掺杂可有效地提高TiO2的光催化活性。金属离子掺杂TiO2主要是在其晶体内部或表面引入缺陷位置， 成为电子或空穴的陷阱，减少电子和空穴的复合， 从而有效地提高光催化效率。 掺氮是一种典型的制备可见光光催化剂的方法，然而相比于没有掺杂的纯TiO2紫外光光催化剂，氮掺杂TiO2通常表现出较低的光催化量子效率，因此进一步提高掺氮TiO2可见光光催化剂的催化效率有着重大意义。研究表明，在TiO2表面沉积贵金属(如Ag， Au， Pt等)能明显增强TiO2的光催化活性，其主要原因是贵金属的沉积导致光生电子与空穴更有效的分离。也就是说，如果半导体光催化剂表面没有光催