论文资料-静电纺丝论文：光催化分解水制氢用低维TiO_2纳米材料的制备.doc

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Hydrogen is thought of as a new green alternative energy source. Hydrogen produced by the semiconductor photocatalytic decomposition of water is one of the most environment friendly method. Compared with the other semiconductors, TiO2 has many advantages, and it is a new type semiconductor photocatalyst and has broad application prospects in photocatalytic decomposition of water. Electrospinning is a simple and easy to operate method, and it can continuously prepare low-dimensional materials. So fabrication of low-dimensional titanium dioxide nano-materials by electrospinning and hydrogen produced by their photocatalytic decomposition of water have become a popular research subject in recent years.In the dissertation, low-dimensional TiO2 nanomaterials were fabricated via electrospinning, including nanofibers. porous and hollow nanofibers and nanobelts. TiO2/Au and TiO2:Fe3+ nanofibers were also fabricated via electrospinning. The samples were systematically characterized by TG-DTA, FTIR, XRD. FESEM and EDS. The results show that the diameter of the prepared composite nanofibers ranged from 50nm to 200nm, the diameter of the prepared composite porous and hollow nanofibers ranged from 150nm to 400nm, the width of the prepared composite nanobelts ranged from 2m to 14m, and the thickness of the prepared composite nanobelts ranged from 90nm to 220nm, the diameter of TiO2/Au and TiO2:Fe3+ nanofibers ranged from 50nm to 180nm and 80nm to 200nm respectively.【关键词】静电纺丝 低维纳米材料 TiO2 光催化分解水【英文关键词】Electrospinning Low-dimensional nanomaterials TiO2 Photocatalytic decomposition of water【目录】光催化分解水制氢用低维TiO_2纳米材料的制备摘要4-5ABSTRACT5目录6-9第一章 绪论9-231.1 引言91.2 纳米材料的特性9-121.2.1 基本效应9-111.2.2 特殊性质11-121.3 静电纺丝技术12-151.3.1 静电纺丝技术的成形工艺流程12-131.3.2 静电纺丝技术的影响因素13-141.3.3 静电纺丝技术的机理14-151.4 二氧化钛纳米材料的制备方法15-191.4.1 气相法15-161.4.2 液相法16-181.4.3 固相法18-191.5 纳米二氧化钛的光催化性能19-221.5.1 半导体光催化反应机理19-211.5.2 影响光催化活性的因素21-221.6 本论文研究的目的和意义22-23第二章 实验药品、仪器和表征方法23-252.1 实验药品232.2 实验仪器232.3 表征方法23-252.3.1 差热-热重分析(TG-DTA)232.3.2 X射线衍射分析(XRD)23-242.3.3 X射线光电子能谱分析(XPS)242.3.4 红外光谱分析(FTIR)242.3.5 扫描电子显微镜分析(FE-SEM)242.3.6 紫外可见光谱分析(UV-vis)24-25第三章 TiO_2纳米带的制备与表征25-323.1 实验部分25-263.1.1 实验流程253.1.2 硫酸钛水溶液的配制253.1.3 前驱体溶液的配制25-263.1.4 静电纺丝法制备PVP/Ti(SO_4)_2复合纳米带263.1.5 TiO_2纳米带的制备263.2 结果与讨论26-313.2.1 差热-热重分析(TG-DTA)26-273.2.2 红外光谱分析(FTIR)273.2.3 X射线衍射分析(XRD)27-283.2.4 扫描电镜分析(FE-SEM)28-303.2.5 能谱分析(EDS)30-313.3 本章小结31-32第四章 TiO_2纳米纤维的制备与表征32-394.1 实验部分32-334.1.1 实验流程324.1.2 硫酸钛水溶液的配制324.1.3 前驱体溶液的配制324.1.4 静电纺丝法制备PVP/Ti(SO_4)_2复合纳米纤维32-334.1.5 TiO_2纳米纤维的制备334.2 结果与讨论33-384.2.1 差热-热重分析(TG-DTA)334.2.2 红外光谱分析(FTIR)33-344.2.3 X射线衍射分析(XRD)34-354.2.4 扫描电镜分析(FE-SEM)35-374.2.5 能谱分析(EDS)37-384.3 本章小结38-39第五章 多孔空心TiO_2纳米纤维的制备与表征39-455.1 实验部分39-415.1.1 实验流程39-405.1.2 硫酸钛水溶液的配制405.1.3 前驱体溶液的配制405.1.4 静电纺丝法制备PVP/Ti(SO_4)2复合纳米纤维405.1.5 多孔空心TiO_2纳米纤维的制备40-415.2 结果与讨论41-445.2.1 红外光谱分析(FTIR)415.2.2 X射线衍射分析(XRD)41-425.2.3 扫描电镜分析(FE-SEM)42-445.2.4 能谱分析(EDS)445.3 本章小结44-45第六章 TiO_2/Au纳米纤维的制备与表征45-506.1 实验部分45-466.1.1 实验流程456.1.2 硫酸钛水溶液的配制456.1.3 水热法制备金溶胶45-466.1.4 前驱体溶液的配制466.1.5 静电纺丝法制备PVP/Ti(SO_4)_2/Au复合纳米纤维466.1.6 TiO_2/Au纳米纤维的制备466.2 结果与讨论46-496.2.1 X射线衍射分析(XRD)46-476.2.2 扫描电镜分析(FE-SEM)47-496.2.3 能谱分析(EDS)496.3 本章小结49-50第七章 TiO_2:Fe(3+)纳米纤维的制备与表征50-567.1 实验部分50-517.1.1 实验流程507.1.2 硫酸钛水溶液的配制507.1.3 前驱体溶液的配制507.1.4 静电纺丝法制备PVP/Ti(SO_4)2/Fe(NO_3)_3复合纳米纤维50-517.1.5 TiO_2:Fe(3+)纳米纤维的制备517.2 结果与讨论51-557.2.1 X射线衍射分析(XRD)51-527.2.2 X射线光电子能谱分析(XPS)527.2.3 扫描电镜分析(FE-SEM)52-547.2.4 能谱分析(EDS)547.2.5 紫外-可见吸收光谱(UV-vis)54-557.3 本章小结55-56结论56-59致谢59-60参考文献60-64附录64 螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈芄莈薇螈莆芁袆螇肆蒆螂螆膈艿蚈螅芀蒄薄袄羀芇蒀袃肂蒃螈袂膅芅螄袂莇蒁蚀袁肇莄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇羇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿袇羅肇膁螃羄膀蒇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀肀膆蒃蚆肀艿芆薂聿羈蒂蒈肈膁芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈芄莈薇螈莆芁袆螇肆蒆螂螆膈艿蚈螅芀蒄薄袄羀芇蒀袃肂蒃螈袂膅芅螄袂莇蒁蚀袁肇莄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇羇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿袇羅肇膁螃羄膀蒇虿羃节芀薅羂羂蒅蒁羁肄芈螀肀膆蒃蚆肀艿芆薂聿羈蒂蒈肈膁芅