负载型TiO2纳米复合材料制备及其性能研究

论文摘要

TiO2以其良好的化学稳定性、抗磨损性、无毒、低成本及催化性能高、抗菌性能好等优点,被认为是最具应用潜力的催化剂之一。为提高TiO2的光催化活性和抗菌性能,人们采用多种手段对其进行改性,其中将TiO2负载到理想的催化剂载体或掺杂贵金属离子,被认为是行之有效的手段。研究工作选择凹凸棒土和聚苯胺为载体,利用银离子掺杂二氧化钛,采用溶胶-凝胶法制备了凹凸棒土/TiO2复合材料和凹凸棒土/TiO2-Ag纳米复合材料,并用原位聚合法制备PANI/TiO2-Ag纳米纤维复合材料,探讨了材料的抗菌性能、光催化性能及影响材料性能的制备因素。研究内容主要包括以下三个方面：（1）采用溶胶-凝胶法制备了凹凸棒土为载体的TiO2-Ag纳米复合材料,利用XRD、SEM、FT-IR等检测技术对复合材料的结构进行了表征。研究了凹凸棒土载体粒度、凹凸棒土掺杂量、光照条件、陈化时间、煅烧温度、Ag的含量等因素对复合材料抑菌性能的影响。（2）以凹凸棒土为载体,采用溶胶-凝胶法制备凹凸棒土/TiO2复合材料光催化剂,利用SEM、FI-IR对复合材料结构进行了表征,通过苯酚的光催化降解,评价其光催化活性,探讨了凹凸棒土载体粒度、凹凸棒土掺杂量、紫外光照等因素对光催化降解效果的影响。（3）采用水热法制备Ag掺杂量不同的TiO2/Ag纳米复合材料,通过原位聚合法制备PANI/TiO2-Ag纳米纤维复合材料,研究了光源、Ag掺杂量、不同实验菌种等因素对PANI/TiO2-Ag纳米纤维复合材料抗菌性能的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言及其研究背景
• 2光催化抗菌机理'>1.2 TiO₂光催化抗菌机理
• 2复合材料掺杂类型'>1.3 TiO₂复合材料掺杂类型
• 1.3.1 金属离子掺杂
• 1.3.2 半导体掺杂
• 1.3.3 非金属元素掺杂
• 1.3.4 两种元素共掺杂
• 2负载类型'>1.4 TiO₂负载类型
• 1.4.1 矿物负载
• 1.4.2 活性炭负载
• 1.4.3 碳纳米管负载
• 1.5 凹凸棒土的概述
• 1.5.1 凹凸棒土的特性及其应用
• 1.5.2 凹凸棒土复合材料的制备方法
• 1.6 聚苯胺概述
• 1.6.1 导电聚苯胺的结构
• 1.6.2 聚苯胺复合材料
• 1.7 凹凸棒土与聚苯胺载体的优越性与应用前景
• 1.8 本文的研究意义与内容
• 2-Ag纳米复合材料制备及其抗菌性能研究'>第2章 凹凸棒土/TiO₂-Ag纳米复合材料制备及其抗菌性能研究
• 2.1 实验
• 2.1.1 主要试剂及仪器
• 2-Ag纳米复合材料的制备'>2.1.2 凹凸棒土/TiO₂-Ag纳米复合材料的制备
• 2-Ag纳米复合材料抗菌性能实验'>2.1.3 凹凸棒土/TiO₂-Ag纳米复合材料抗菌性能实验
• 2.1.4 表征
• 2.2 结果和讨论
• 2-Ag纳米复合材料的FT-IR和XRD分析'>2.2.1 凹凸棒土/TiO₂-Ag纳米复合材料的FT-IR和XRD分析
• 2-Ag纳米复合材料的SEM和TEM分析'>2.2.2 凹凸棒土/TiO₂-Ag纳米复合材料的SEM和TEM分析
• 2-Ag纳米复合材料抗菌性能研究'>2.3 凹凸棒土/TiO₂-Ag纳米复合材料抗菌性能研究
• 2.3.1 凹凸棒土载体颗粒粒度对纳米复合材料抗菌性能影响
• 2.3.2 凹凸棒土掺杂量对纳米复合材料抗菌性能影响
• 2.3.3 光照对纳米复合材料抗菌性能影响
• 2.3.4 煅烧温度对纳米复合材料抗菌性能影响
• 2.3.5 陈化时间对复合材料抗菌性能影响
• 2.3.6 Ag的含量对纳米复合材料抗菌性能影响
• 2.3.7 纳米复合材料抗菌的持久性
• 2.3.8 纳米复合材料对不同菌种的影响分析
• 2.3.9 抗菌试验结果图
• 2.4 本章小结
• 2复合材料制备及其对苯酚光催化性能研究'>第3章 凹凸棒土/TiO₂复合材料制备及其对苯酚光催化性能研究
• 3.1 实验
• 3.1.1 主要试剂及仪器
• 3.1.2 复合材料制备
• 3.1.3 凹凸棒土纯化
• 3.1.4 凹凸棒土盐酸改性
• 3.1.5 凹凸棒土焙烧改性
• 3.1.6 吸附实验
• 3.1.7 表征
• 3.2 结果和讨论
• 3.2.1 改性凹凸棒土对染料废水的吸附性能研究
• 2复合材料的FT-IR分析和SEM照片'>3.2.2 凹凸棒土/TiO₂复合材料的FT-IR分析和SEM照片
• 3.2.3 凹凸棒土掺杂量的影响
• 3.2.4 凹凸棒土载体颗粒粒度的影响
• 3.2.5 光照条件的影响
• 3.2.6 改性与未改性凹凸棒土的影响
• 3.3 本章小结
• 2-Ag纳米纤维复合材料制备及其抗菌性能研究'>第4章 PANI/TiO₂-Ag纳米纤维复合材料制备及其抗菌性能研究
• 4.1 实验
• 4.1.1 主要试剂及仪器
• 2/Ag纳米复合材料的制备'>4.1.2 TiO₂/Ag纳米复合材料的制备
• 2-Ag纳米复合材料的制备'>4.1.3 PANI/TiO₂-Ag纳米复合材料的制备
• 4.1.4 抗菌性能实验
• 4.1.5 表征
• 4.2 结果和讨论
• 2/Ag纳米复合材料的XRD分析和SEM照片'>4.2.1 TiO₂/Ag纳米复合材料的XRD分析和SEM照片
• 2-Ag的FT-IR分析和SEM照片'>4.2.2 PANI/TiO₂-Ag的FT-IR分析和SEM照片
• 2-Ag在不同条件下的抗菌性能定性分析'>4.2.3 PANI/TiO₂-Ag在不同条件下的抗菌性能定性分析
• 2-Ag在无光照射下抗菌性能的定量分析'>4.2.4 PANI/TiO₂-Ag在无光照射下抗菌性能的定量分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录