一、介孔二氧化钛的合成与结构表征（论文文献综述）
李瑶[1]（2021）在《可见光响应手性介孔TiO2复合光催化剂的开发及其降解性能研究》文中研究说明环境排放和治理政策日益严格,对治理含有机污染物的工业废水提出了更高的要求,如煤化工等行业领域提倡的污水零排放政策。针对难降解、高毒性有机污染物进行有效的深度处理是目前工业废水治理亟待解决的关键问题。由于具有矿化彻底、无二次污染等优势,TiO2代表的多相光催化技术是目前最具潜力的深度治理有机污染物的技术之一。但传统TiO2光催化剂难以在可见光激发下有效进行光降解反应。本文以手性表面活性剂为模板,钛酸丁酯为无机前驱体,3-氨基丙基三乙氧基硅烷为共结构导向剂,自组装法合成了具有新型的不对称螺旋结构的的手性介孔TiO2光催化剂。该不对称微观结构在TiO2催化剂中引入了Ti3+、大量氧空位以及Ti-N键,从而显着促进其可见光响应和可见光催化性能。而后研究了不同制备条件对手性光催化剂结构和可见光催化性能的影响规律。并进一步通过掺杂等方式提升手性介孔TiO2可见光催化性能,具体结论如下:（1）利用手性表面活性剂C14-L-Ala A,以软模板法成功得到了具有螺旋堆积手性结构的介孔TiO2光催化剂,不对称结构使得TiO2光催化剂中形成了Ti3+和氧空穴,提升了可见光响应和可见光激发下对于罗丹明B和苯酚的催化降解效果。作为对比,论文以非手性表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、十二烷基硫酸钠（SDS）为模板剂合成的光催化剂中没有出现手性堆积结构,无可见光响应,在可见光激发下不能降解罗丹明B及苯酚。（2）介孔TiO2不对称的手性结构决定其具有可见光催化活性,研究发现介孔TiO2手性结构的形成机理是C14-L-Ala A首先通过自组装形成手性框架,而后,共结构导向剂APES上带正电的氨基基团与手性表面活性剂头部带负电的羧基发生静电作用,由于配对效应,氨基会随螺旋胶束一起形成螺旋排列,形成了Si O2手性框架。低温条件下钛酸丁酯缓慢水解,生成的溶胶粒子可以通过与APES缩合而与二氧化硅手性框架结合。然后,粘结的小TiO2颗粒长大形成螺旋状球形沉积,形成螺旋球状手性结构。（3）合成条件通过影响手性介孔TiO2光催化剂的结构,进而影响Ti3+和氧空位的产生,造成手性介孔TiO2光催化剂的可见光响应以及可见光激发下对于罗丹明B和苯酚的催化降解效果的差异。钛酸丁酯添加量为2.92 m L、反应温度为0℃、焙烧温度为600℃、转速为400 rpm、p H=6时所制备的手性介孔TiO2光催化剂具有最好的可见光催化降解性能。合成条件变化对于D型手性介孔TiO2光催化剂结构和可见光催化降解性能的影响规律与L型手性介孔TiO2光催化剂一致,说明合成条件对于手性介孔TiO2光催化剂结构与性能的影响与手性方向无关。（4）可见光激发下,手性介孔TiO2对于四环素有催化降解效果。稀土金属La3+及过渡金属Fe3+掺杂手性介孔TiO2光催化剂,手性介孔TiO2光催化剂的可见光催化性能进一步提升,稀土金属La3+对TiO2光催化剂的能带和电子结构产生影响,引起电子跃迁,过渡金属Fe3+掺杂使带隙产生杂质能级,两种方法均增加了材料表面羟基氧及吸附氧和Ti3+含量,提升了手性介孔TiO2光催化剂对于污染物的可见光催化降解效率。
杨武陶[2]（2021）在《缺陷型介孔二氧化钛纳米管基光催化剂的制备与性能研究》文中提出一维二氧化钛（1D TiO2）纳米管具有较高的比表面积、丰富的表面活性位点和较短的光生载流子传输距离,表现出良好的光催化性能,同时也是构筑复合材料的优良宿主。然而TiO2存在很显着的问题,较宽的带隙,只吸收紫外光,影响太阳光的利用率;低的光生电荷分离效率也很大程度影响了光催化性能。针对于TiO2存在的显着问题,我们通过溶剂热结合高温表面氢化的方法,制备了缺陷型的一维介孔锐钛矿TiO2纳米管。表面氢化后的TiO2纳米管带隙变窄,拓展光响应范围到可见光区。可将其作为宿主构建复合体材料来进一步提高光生电荷分离效率,进而提升光催化性能。本论文针对以上问题研究了缺陷型介孔TiO2纳米管及其复合体的合成及与光催化性能之间的对比,对此我们作出以下三方面陈述:1、通过溶剂热和表面高温氢化方法制备了具有表面缺陷的一维介孔锐钛矿TiO2纳米管（H-TiO2）。H-TiO2的产氢性能(9.8 mmol h-1 g-1)优异,比原始的白色Air-TiO2纳米管(3.8 mmol h-1 g-1)提高了约2.5倍。这种优异的性能归因于一维纳米管材料快速的电子传输通道以及具有较大比表面积的介孔结构提供了丰富的表面活性位点。2、通过高温热还原方法制备了具有表面缺陷的B掺杂缺陷型介孔TiO2纳米管（B-TiO2）。B掺杂缺陷一维TiO2纳米管催化剂的光催化产氢性能(17.4 mmol h-1 g-1)优异,是Air-TiO2(3.8 mmol h-1 g-1)的4.5倍多,是H-TiO2(9.8 mmol h-1g-1)的近1.8倍。3、以B-TiO2为宿主,通过搅拌和超声湿浸渍策略合成了NiO纳米粒子/B掺杂缺陷型介孔TiO2纳米管复合体（NiO/B-TiO2）。NiO/B-TiO2具有良好的光催化产氢性能(24.1 mmol h-1 g-1)是B-TiO2(17.4 mmol h-1 g-1)的近1.4倍。这种新的合成策略为开发新颖的光催化复合材料提供了新的思路,在清洁能源领域具有潜在的应用前景。
赵小瑞[3]（2020）在《Pd@介孔碳催化剂的设计合成及催化杂环化合物C–H键功能化研究》文中研究说明通过C–H键活化实现杂环分子的官能化是合成高附加值杂环化合物的重要途径之一。但是,由于惰性C–H键的键解离能（BDE）高,杂环化合物中C–H键化学环境相似,杂原子和芳香共轭体系容易与金属催化剂发生强吸附,导致传统合成过程中面临反应条件苛刻、均相催化剂与产物难以分离、贵金属难以回收、目标产物选择性难以控制、多相金属活性中心容易流失或者中毒、产物易被重金属污染等一系列环境与催化问题。环境催化的核心问题是避免使用和产生有毒、有害的物质,利用催化原理从源头上消除污染。因此,本文设计合成了多种介孔碳负载的Pd纳米催化剂,在温和绿色的条件下,成功实现吡咯、呋喃、噻吩、喹啉等杂环化合物高效C–H键功能化反应。此外,探究了介孔碳负载Pd纳米催化剂的结构及表面性质与催化剂的活性及稳定性方面的构-效关系,提出了多相Pd表面催化C–H键活化的新机制,为今后多相催化剂的制备合成以及绿色合成反应的设计优化等提供了新思路。全文共分为七章。第一章为前言和研究背景,主要从绿色合成的角度介绍了杂环化合物C–H键功能化和介孔碳负载金属催化剂的研究与应用现状。第二章为实验部分,简单介绍了实验所涉及的试剂规格、仪器设备型号、催化剂制备与表征方法、反应的处理与分析方法以及DFT计算方法等。第三章,针对五元杂环化合物sp2 C–H键芳基化反应一步仅能获得单芳基产物的难题,开发了一种介孔碳负载的C,N共修饰Pd间隙固溶体催化剂（C,N-Pd/OMC）。C和N的修饰提高了Pd的d电荷密度（Pd位点上d电子得失数）,调控了五元杂环在Pd表面的吸附构型,降低了强吸附质的吸附能,通过多位点吸附活化,在无需任何碱、配体和相转移剂的条件下,实现了温和水相条件下五元杂环化合物的C–H键直接双芳基化反应,TOF值高达107 h-1,选择性接近100%,催化剂使用7次后未见明显Pd流失、团聚及失活现象。第四章,针对8-甲基喹啉sp3 C–H键官能化反应,设计合成了氮掺杂介孔碳-二氧化钛复合材料负载的Pd纳米催化剂（Pd/N-Ti O2/C）。利用Pd-N配位作用及Pd-Ti O2界面相互作用显着调控了Pd电子结构,提高了催化剂的催化活性。Pd/N-Ti O2/C催化8-甲基喹啉sp3 C–H键甲氧基化反应,TOF值可达96 h-1,选择性接近100%,反应经历甲氧基自由基机理。催化剂使用7次未见明显Pd流失、团聚及失活现象。第五章,采用原位碳热还原法,以3-氨基丙基三甲氧基硅烷作为氮源,H2Pd Cl4为金属Pd源,一步直接合成了氨基修饰介孔碳-氧化硅复合材料负载的C,N共修饰Pd纳米催化剂（C,Nx-Pd/OMC,x为含氮量）。通过控制正硅酸四乙酯和3-氨基丙基三甲氧基硅烷的比例,可以调控催化剂中的含氮量,有效提高催化剂中的N含量,实现了高效、高选择性8-甲基喹啉sp3C-H键功能化反应。C,N-共修饰显着提高了金属催化剂的稳定性,催化剂连续循环使用6次,未见活性明显下降。第六章,针对Suzuki-Miyaura偶联反应中,传统负载型催化剂流失导致的催化剂失活、产物被金属污染等问题,利用不同氨基修饰方法设计合成了3种具有不同金属-载体相互作用的催化剂。具有强Pd-N相互作用的Pd/c N-OMC催化剂,在溴苯和苯硼酸的Suzuki-Miyaura反应中具有非常高的活性与稳定性,经过6次催化循环,未观察到明显的金属流失、再沉积和团聚现象。相反,Pd-N相互作用较弱的Pd/g N-OMC和Pd/OMC发生不同程度的Pd流失、再沉积及团聚失活现象。该研究有望使精细化学品和药品的生产制造过程更具安全性与可持续性。第七章,对全文进行了概括性总结。
肖诗天[4]（2020）在《纳米二氧化钛表面富羟基的调控及光电性能的研究》文中进行了进一步梳理二氧化钛作为半导体材料中应用最广泛的一种,在光催化及能源储存等领域中都展示出了较好的应用前景。虽然二氧化钛具有良好的的光催化活性和稳定性,但是其较低的离子/电子电导率和载流子传输效率使其应用受到了一定的限制。通过纳米工程设计可以实现物质的高效传输,而表界面工程的设计可以显着提高二氧化钛的本征性能。因此,本文将从二氧化钛的纳米结构设计出发,进一步实现二氧化钛中表面羟基及界面空位的调控,从而提高二氧化钛的性能。具体内容如下:（1）锐钛矿富羟基纳米二氧化钛的合成:通过将含氟离子液体处理的方法应用到纳米二氧化钛上提高二氧化钛的性能,由于离子液体高温脱水,水分子在高温下与二氧化钛的氧空位结合形成富羟基纳米二氧化钛。通过二维核磁氢谱三量子技术证明表面羟基的存在。通过回收离子液体实现了离子液体的重复利用。纳米二氧化钛中丰富的表面羟基基团使其在光电流、光催化、储能等方面的性能得到显着提高,富表面羟基二氧化钛展现出3.3倍于普通二氧化钛的光电流响应,3倍于普通二氧化钛以及1.7倍于商业纳米二氧化钛的光催化性能,并且在五次循环反应后还具有90%以上的光催化活性,电化学上展现出1.4倍于普通二氧化钛的性能。最后,在原子/纳米尺度上提出了电荷定向传输的特征和机理,阐明了二氧化钛表面羟基物种的可控合成和定向的捕获空穴效应（2）锐钛矿二氧化钛中空微球的合成:在无定形二氧化钛微球上,通过加入含氟离子液体掺杂溶剂热处理得到中空结构,然后煅烧除去氟原子和离子液体有机基团部分诱导产生氧空位和缺陷介孔。在结构表征上,通过SEM和TEM证明了中空结构和缺陷介孔的形成;通过NMR、XPS和EPR等测试证明了离子液体在合成过程中进入晶格内部,并在煅烧除去后提高了二氧化钛氧空位的含量。在性能上,测试了光照下液相和气相降解、纯水及模拟海水产氢、储锂性能、锂硫性能和光催化稳定性。中空微球二氧化钛展现出2.3倍于普通二氧化钛以及1.5倍于商业纳米二氧化钛的光催化性能,并且在五次循环反应后还具有90%以上的光催化活性,电化学上展现出1.7倍于普通二氧化钛的性能。
吴强[5]（2020）在《有序介孔二氧化钛、硫化镉的可控制备及其光催化性能研究》文中指出化石能源的过度消耗带来的能源短缺和生态环境危机日益严重,利用太阳能产生清洁燃料或降解处理环境污染物的先进光催化技术被认为是解决能源环境危机最有前景的手段之一,而高效光催化材料的开发是其中关键。本文以二氧化钛（TiO2）、硫化镉（CdS）两种典型的半导体光催化材料为例,通过有序介孔结构的调控、骨架尺寸的剪裁、界面异质结的构筑,有效地增加了材料的比表面积、改善了物质传输能力以及光生电子和空穴的传输分离,显着提高了光催化效率,得到了一系列高效的光催化材料。主要内容如下:采用介孔氧化硅KIT-6为模板,以硝酸氧钛和硝酸铁作为前驱体,制备了一系列有序介孔TiO2及TiO2-α-Fe2O3复合物。低水热温度（40℃）制备的KIT-6,孔径小、连通性差,而高水热温度制备（140℃）的KIT-6,孔径大、连通性好。采用前者为模板得到的有序介孔TiO2具有较细的介观骨架尺寸、更大的孔径（12.1 nm）以及更高的比表面积（214m2 g-1）,优于采用后者为模板得到的有序介孔TiO2（孔径与比表面积分别为3.9nm和164m2g-1）。光催化降解亚甲基蓝测试结果表明,同时具有细骨架、高比表面积、大介孔的有序介孔TiO2具有更好的的吸附性能和光催化性能。进一步采用硝酸氧钛、硝酸铁前驱体交替填充方式,成功制备了有序介孔TiO2-α-Fe2O3复合物,光催化降解诺氟沙星测试结果表明TiO2与α-Fe2O3界面异质结的形成,可以有效地增强电子空穴对的分离效率,从而提高了材料的光催化性能。采用类似的方法,以KIT-6为模板、硫醇酸镉为前驱体,制备一系列有序介孔CdS及Pt-CdS复合物。通过降低KIT-6的水热温度,减小了其孔径及孔道连通性,相应地降低了有序介孔CdS的介观骨架尺寸、增大了比表面积和孔隙尺寸。可见光催化产氢性能结果表明,具有细骨架、高比表面积、大介孔的CdS具有更好的光催化产氢活性（3.17 mmol h-1 g-1）,是商业化硫化镉的18.7倍。另外,通过原位光生电子还原方法,在有序介孔CdS的骨架表面沉积了一系列不同比例的金属Pt纳米粒子,并研究了 Pt纳米粒子的沉积量对可见光催化产氢活性影响,结果表明,Pt纳米粒子的沉积量为3wt%,光催化产氢活性达到最佳（13.1 mmol h-1 g-1）,是未沉积Pt的有序介孔CdS和商业CdS产氢活性（0.169 mmol h-1 g-1）的4.1倍和77.5倍。
暴彦吉[6]（2020）在《几种有序介孔光催化材料的设计、合成与污染物降解应用》文中研究指明随着社会经济的快速发展,环境污染问题日趋严重,尤其是抗生素物质在水体中的大量残留对人类的健康状况和水体生态系统构成了非常严重的威胁的问题引起人们广泛的关注。相比传统方法,光催化技术凭借节能环保、反应条件温和、效率高、操作简单等优点,在空气净化、医疗卫生、除臭消臭、有机废水处理等方面具有极大的应用前景,但关键是在于设计合成高效的光催化材料。有序介孔材料具有丰富可调的孔径分布、大的孔容、高的比表面积及多样的化学组成等优点,被认为是非常有潜力的光催化材料。本论文设计合成一系列具有高比表面积、大孔径的介孔三氧化二铁、锰基金属氧化物及石墨相氮化碳,并探究介观结构参数（孔径尺寸、比表面积、孔容等）对光催化性能的影响。1、采用水热法,通过调控不同的水热温度,合成了一系列不同孔径尺寸（5.7～10.1 nm）和不同比表面积（589～801 m2g-1）介孔二氧化硅KIT-6分子筛。2、采用有序介孔二氧化硅KIT-6为模板、硝酸铁为前驱体,采用纳米浇筑法合成了一系列有序介孔α-Fe2O3。通过改变模板KIT-6的孔径尺寸与孔道连通性及比表面积等结构参数,实现了材料的孔径（3.9～12nm）、比表面积（104～153 m2 g-1）等介观结构调控。光催化性能测试发现介孔α-Fe2O3孔径的增加有利于四环素分子的扩散传输,比表面积的增加能为光催化反应提供更多的活性位点,提高光的利用率,从而促进光催化性能的提升。尤其是具有高比表面积（153 m2 g-1）、大孔径（12 nm）的α-Fe2O3-40相对于低表面积（104 m2 g-1）、小介孔（3.9nm）的α-Fe2O3-140对四环素分子表现出非常高的选择性和光催化降解能力（100%）。3、用类似的合成方法,以KIT-6为模板,硝酸锰、硝酸锌、硝酸镍等为前驱体,合成一系列高比表面积有序大介孔MnO2及ZnMn2O4、CoMn2O4等尖晶石结构锰酸盐。介孔MnO2的催化性能测试发现,高比表面积（200m2g-1）、大介孔（12.8 nm）的MnO2-40的催化性能是普通低比表面积（84 m2g-1）、小介孔（4.2 nm）MnO2-140材料的1.38倍,催化效率分别是84%,62%。同样地,采用KIT-6为模板,氰胺水溶液为前驱体,以溶剂挥发辅助浸渍法合成了一系列有序高比表面积（145～308 m2g-1）、大介孔（3.5～11 nm）g-C3N4。在抗生素降解应用中也表现出较好的光催化活性。
曹振浩[7]（2019）在《以改性F127嵌段共聚物为模板制备介孔二氧化钛》文中研究指明随着环境污染的加剧以及石油、煤炭和天然气等资源的减少、能源需求量的不断增加,新能源技术以及能源转换与储存的问题越来越受到人们的重视,虽然在能源技术以及能源转换与储存方面取得巨大进展,但仍存在许多问题尚待解决。介孔二氧化钛（TiO2）具有高的比表面积、发达的孔道结构、孔径尺寸在一定范围内可调、表面易于改性等特点,使其在水处理、空气净化、太阳能电池、生物材料等方面表现出广阔的应用前景。但TiO2存在只能吸收紫外光、太阳能的利用率很低、光催化剂的活性较低、纳米粒子易聚集、分离和回收困难等缺点。制备满足孔径可调、高比表面积、高结晶度和高热稳定性等优点的高性能介孔TiO2仍具有一定挑战。（1）对三嵌段共聚物F127(EO106PO70EO106)进行改性。通过含有异氰酸酯官能团的化合物与含有端羟基的两亲性嵌段共聚物F127发生亲核加成反应,生成异氰酸酯封端的F127,再与含有多胺基的聚合物聚乙烯亚胺（PEI）进行反应,得到PEI-F127-PEI多嵌段共聚物。通过FTIR、NMR等表征,证明已经成功制备出PEI-F127-PEI嵌段共聚物。通过动态光散射测定,与未改性的F127相比,经PEI改性的F127胶束尺寸增大。（2）以PEI-F127-PEI嵌段共聚物为模板分别在氮气气氛和空气气氛中制备了介孔TiO2纳米粒子。以PEI-F127-PEI嵌段共聚物为模板制备介孔TiO2时,通过蒸发诱导自组装并在不同气氛中煅烧制备出介孔TiO2。胺基在介孔TiO2纳米粒子形成过程中起到了络合剂的作用,通过调控前驱体与PEI-F127-PEI的质量比可改变胺基配位范围,得到了金红石型、锐钛矿型以及混合晶型的介孔TiO2纳米材料。实验结果表明,在氮气气氛中制备的介孔TiO2纳米粒子随着钛前驱体的含量增加,由米粒状长程有序介孔结构转变为块状介孔结构。紫外光催化降解有机染料亚甲基蓝（MB）实验中,当TiO2/PEI-F127-PEI质量为2.4/1时,所得光催化降解效果最好。在空气气氛中制备的介孔TiO2纳米粒子随着钛前驱体的含量增加,形貌由米粒状介孔结构转变为块状结构,经BET测试所得介孔TiO2平均孔径为16.3 nm。研究发现紫外光催化降解有机染料亚甲基蓝（MB）实验中,当TiO2/PEI-F127-PEI质量为2.0/1时（混合晶型的介孔TiO2）,所得光催化降解效果最好。（3）以PEI-F127-PEI嵌段共聚物为模板分别制备了铜掺杂介孔TiO2纳米粒子和钒掺杂介孔TiO2纳米粒子。通过调控钛前驱体的量,经过蒸发诱导自组装和煅烧过程制备出具有长程有序的掺杂介孔TiO2。实验结果表明,当前驱体与PEI-F127-PEI模板的摩尔比为60/1时,可得长程有序介孔结构,随着前驱体与模板摩尔比的增加,有序性下降。氮气吸附结果表明,所制备的纳米粒子的比表面积可达198 m2/g,所制备的掺杂介孔TiO2纳米粒子对有机染料具有较好的吸附性能,同时在可见光照射下对有机染料MB具有较好的催化降解效果。
吴思明[8]（2019）在《纳米结构二氧化钛的空位调控及界面n-p效应研究》文中认为二氧化钛（TiO2）作为应用最广泛的半导体材料,因其储量丰富,结构稳定,环境友好等优点,主要被应用在光、电催化领域。然而二氧化钛较低的载流子分离传输效率严重地影响其进一步的应用。通过同质结、异质结的界面工程可以有效地提高表界面间分离传输效率调控。同时,通过氧空位（VO,n型导电性）和钛空位(VTi,p型导电性)的空位工程调控可以提高晶体本征分离传输效率。因此,在n型半导体二氧化钛中通过界面氧空位和钛空位的调控,不仅可以实现界面工程和空位工程的双重优势,而且界面n-p效应还有利于载流子择向传输,大幅度提高载流子的分离传输效率。晶体空位的构筑通常需要高能量,本论文以界面氧高迁移率特性为核心,在温和体系（350°C开放体系煅烧）中,实现了纳米二氧化钛的VTi和VO的同质构筑,提高了载流子的界面n-p传输,揭示了界面n-p效应对光催化和电化学性能的影响机制。具体内容如下:本论文首先实现了n型二氧化钛半导体中的p型结构构筑。利用甘油钛酯的界面富氧特性,成功合成出由空心管构筑的含钛空位和配位碳的二氧化钛微球。通过电子顺磁共振（EPR）及X射线光电子能谱（XPS）等表征手段证明了钛空位的存在,通过先进电子显微技术及光谱、能谱等多种表征手段证明了配位碳和二氧化钛的界面复合,揭示了载流子从晶格到钛空位到配位碳的高效传输机制,并进一步通过光/电性能测试证明了钛空位/配位碳的界面复合对其性能具有显着的提升作用（光催化性能4.7倍于表面复合钛空位/碳二氧化钛,1.8倍于商业二氧化钛纳米管/碳;电化学性能2.5倍于表面复合钛空位/碳二氧化钛）。其次我们将含钛空位/配位碳的p型二氧化钛纳米管结构引入到含氧空位的n型二氧化钛微球上,实现了纳米尺度上的界面n-p构筑。通过EPR和XPS证明了材料中氧空位和钛空位的存在,通过先进电子显微技术证明了p型和n型二氧化钛材料形成了纳米尺度的界面融合,揭示了载流子从氧空位到钛空位到碳的高效传输机制,并进一步通过光/电性能测试证明了氧空位/钛空位/配位碳的界面复合对其性能具有显着的提升作用（光催化性能1.8倍于n型二氧化钛/碳,1.9倍于商业二氧化钛/碳;电化学性能1.8倍于n型二氧化钛）。最后,在原子尺度上实现了二氧化钛微球的氧空位/钛空位界面同质复合,通过二维核磁三量子技术、EPR和XPS等表征手段证明了氧空位和钛空位的存在,通过先进电子显微技术证明了无定形和结晶相在界面上形成了原子尺度的融合,揭示了载流子从氧空位到钛空位的高效传输机制,并进一步通过光/电性能测试证明了界面的n-p效应对二氧化钛的光/电性能上都有很大提升（光催化性能2倍于n型二氧化钛,1.5倍于商业纳米二氧化钛;电化学性能1.9倍于n型二氧化钛）。
周博[9]（2019）在《用正电子湮没研究有序介孔材料的孔结构及对宏观性能的影响》文中研究说明近三十年来,介孔材料因其可调控的孔径、极大的比表面积和均匀的孔隙等结构特点在吸附分离、催化反应、低介电材料等方面有着极其广阔的应用前景。在制备方面,采用不同的模板剂和合成方案可以合成一系列孔结构和孔径不同的介孔材料。在表征方面,常见的用以表征多孔材料孔结构的方法主要有小角X射线散射（SAXS）、气体吸附/脱附和高分辨透射电子显微镜（HRTEM）。这三种方法各有利弊,相互补充,但提供的孔结构的信息不够完善。因此探索更多的表征方法来得到更全面的孔结构信息,以研究孔结构与性能之间的关系仍然是有待深入研究的重要课题。正电子湮没谱学是研究孔结构的一种非常灵敏的方法,正电子学界对于电子偶素尤其是o-Ps的寿命与孔洞半径R之间的关系提出了大量的半经验公式。本论文中我们合成了几种典型的介孔材料,利用正电子这一无损探针,结合小角X射线散射（SAXS）、高分辨透射电镜（HRTEM）和N2吸附/脱附等一系列测试手段研究了这些介孔材料的孔结构,并研究了孔结构对材料介电性能、光催化降解和热电性能的影响。结合不同的表征方法,进一步探讨了如何用正电子湮没技术准确表征各种孔结构。本文首先以嵌段共聚物P123为结构导向剂,正硅酸四乙酯为硅源,合成了介孔二氧化硅SBA-15。通过添加不同比例的扩孔剂1,3,5-三甲苯（TMB）来调节孔结构。小角度X射线散射（SAXS）和高分辨透射电镜（HRTEM）测试结果表明,随着TMB/P123比值的增加,孔道形态发生了三个阶段的变化。在第一阶段（TMB/P123<0.2）,孔隙类型为典型的圆柱形孔。当TMB/P123的比值在0.20.5范围时,孔型为弯曲圆柱体。在最后阶段,当TMB/P123比值大于0.5时,有序介孔二氧化硅转变为介孔二氧化硅泡沫,呈囊泡状结构。TMB/P123的比值由0增大到2时,由N2吸附脱附测得的平均孔径从6.5 nm增加到17.2 nm。正电子湮没寿命测量表明,τ3和τ4两种长寿命成分分别是o-Ps在微孔和介孔中的湮没。并且我们发现,SBA-15中存在微孔和介孔两种类型的孔,其中介孔为开孔,微孔为闭孔。随着TMB比例的增加,微孔的数量和大小几乎没有变化,但随着TMB/P123比值的增大,介孔尺寸逐渐增大。对于介孔,当孔型为圆柱形和孔径小于12 nm的弯曲圆柱形时,通过o-Ps寿命得到的孔径与N2吸附/脱附测量结果一致。当孔径继续增大,孔型转变为囊泡状时,由o-Ps寿命得到的孔径小于N2吸附/脱附的结果。随后以嵌段共聚物P123为表面活性剂,正硅酸四乙酯为硅源,合成有序介孔二氧化硅KIT-6。SAXS和HRTEM表明,在30℃-120℃下合成的KIT-6的孔结构具有三维立方Ia3d对称性。当合成温度升高到180℃时,孔的有序性变差。经N2吸附/脱附测试表明,随着合成温度从30℃提高到180℃,孔径从3.8nm增加到18.5 nm。随着介孔尺寸的增大,孔壁厚度呈不断减小的趋势。对合成的KIT-6进行正电子湮没寿命的测量,根据o-Ps的寿命值,用Goworeck的圆柱形模型可以得到介孔的孔径,并且随着合成温度的升高,孔径不断增大,与N2吸附/脱附的结果相一致。由于壁厚的减小,壁内的微孔数随之减少。此外,我们发现第二寿命分量τ2也可以用于表征孔径,随着合成温度的升高,第二寿命分量τ2与τ4的变化趋势是一致的。KIT-6的介电常数随合成温度的升高而降低,并将KIT-6的介电常数与正电子寿命测量得到的相对孔隙体积进行了比较,表明孔隙率在低介电常数材料中有着重要的作用。以介孔二氧化硅SBA-15为硬模板,钛酸四丁酯为钛源,通过纳米浇筑法制备出了高度有序的介孔二氧化钛。由SAXS、WAXRD、HRTEM和N2吸附脱附等测试可知,介孔二氧化钛具有与SBA-15反相的孔结构,其孔径为4.5 nm,比表面积高达116 m2/g,并且其孔壁高度晶化,为锐钛矿和金红石的混合相。用正电子湮没寿命表征介孔二氧化钛,结果中的长寿命成分τ4为57 ns,但其对应的强度仅有0.9%。这是由于介孔二氧化钛具有一定的导电性,对o-Ps的生成和湮没具有禁止和猝灭效应,这使得用o-Ps寿命所得到的孔径和相对数目均小于实际值。最后对二氧化钛的光催化性能进行了表征,制得的介孔二氧化钛的吸附性能和光催化性能优于商业化的P25和TiO2纳米晶。这可能是其有序的孔结构、较高的比表面积和高度晶化的孔壁共同作用的结果。最后研究了有序介孔碳（CMK-3）的孔结构与热电性能的关系。以SBA-15为硬模板,蔗糖为碳源,采用纳米浇筑法制备了CMK-3。并将所制备的CMK-3用不同的SPS温度烧结处理。通过SAXS、HRTEM、N2吸附脱附和PALS等表征可知,未烧结的CMK-3具有高度有序的孔结构,比表面积高达1225 m2/g,最可几孔径为4 nm。随着烧结温度升高,CMK-3的孔隙率下降。烧结温度的升高使CMK-3致密化。随着烧结温度的升高,载流子浓度增加,导致电导率上升而塞贝克系数下降。低温烧结的CMK-3的热导率低于高温烧结的样品。这可能是由于低温烧结使CMK-3保留了更多的孔隙,从而导致更多的声子被散射,降低了样品的晶格热导率。我们的结果表明在材料中构造孔洞是降低晶格热导率的有效途径。CMK-3的最大ZT值为4.56×10-4,优于一般的有机导电聚合物。并且其热稳定性高于有机材料,有望成为一种新型的热电材料。
吕国军[10]（2019）在《杂原子骨架掺杂的MFI分子筛合成及其催化氧化反应研究》文中研究说明杂原子骨架掺杂的MFI分子筛具有独特的孔道结构、可调变的Lewis酸性和良好的水热稳定性,在液相选择性氧化反应领域具有重要应用。本文分别制备了钛、钨和钒骨架掺杂的MFI分子筛,并对它们在三种典型的噻吩类含硫化合物二苯并噻吩、苯并噻吩和4,6-二甲基二苯并噻吩催化氧化反应中的氧化性能和稳定性进行研究。具体研究内容如下:（1）构建P123层状胶束作为软模板剂合成出了多级孔TS-1堆积纳米盘。通过对晶化过程进行取样观察分析,提出了多级孔TS-1堆积纳米盘可能的形成过程。多级孔TS-1堆积纳米盘具有大量从2 nm到20 nm大小不等的约束型晶间介孔,可以在40 min内近乎完全氧化二苯并噻吩,在105 min内近乎完全氧化4,6-二甲基二苯并噻吩。多级孔TS-1堆积纳米盘循环使用时氧化性能下降明显,823 K下焙烧处理可以有效恢复其反应活性,同时保持其MFI拓扑结构稳定。（2）针对纳米多级孔TS-1分子筛分离回收问题,提出了一种界面溶胶-凝胶法合成出了微米尺寸的TS-1/Si O2微球,该微球可以通过简单过滤操作从反应体系中分离回收。研究了水油相体积比Rw/o和固相颗粒浓度Rs/o对TS-1/Si O2微球尺寸的影响。TS-1/Si O2微球可以在150 min内氧化98.4%的二苯并噻吩,而且TS-1/Si O2微球具有良好的稳定性,焙烧后循环使用4次没有出现任何微观结构和反应性能变化。（3）通过一步水热法合成出了骨架钨掺杂的TS-1分子筛WTS（3/3）。WTS（3/3）分子筛的Lewis酸量高达318.4μmol/g,是TS（29）分子筛的1.5倍。WTS（3/3）分子筛在120 min内可以氧化99.5%的二苯并噻吩,其初始反应速率相比于TS（29）分子筛提高了1.6倍,而且焙烧后的WTS（3/3）分子筛循环使用4次没有出现任何钨组分流失,稳定性良好。（4）添加晶化调节剂碳酸铵合成出了骨架钒掺杂的MFI分子筛N-VS（3）、N-VS（4）和N-VS（5）。相比于未添加碳酸铵合成的骨架钒掺杂的MFI分子筛C-VS（3）、C-VS（4）和C-VS（5）,N-VS（3）、N-VS（4）和N-VS（5）分子筛中钒掺杂量分别提高了4.4倍、4.8倍和4.2倍,而且骨架钒占比分别提高了1.1倍、0.6倍和0.9倍。N-VS（4）分子筛在240 min反应时间内可以实现近乎完全氧化二苯并噻吩,焙烧后循环使用4次没有出现任何反应性能下降,稳定性良好。
二、介孔二氧化钛的合成与结构表征（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、介孔二氧化钛的合成与结构表征（论文提纲范文）
（1）可见光响应手性介孔TiO2复合光催化剂的开发及其降解性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 工业废水污染概况 |
| 1.1.1 印染废水 |
| 1.1.2 含酚废水 |
| 1.1.3 医药废水 |
| 1.2 工业废水处理技术 |
| 1.2.1 物理法 |
| 1.2.2 生物法 |
| 1.2.3 化学法 |
| 1.3 TiO_2 光催化技术 |
| 1.3.1 TiO_2光催化机理 |
| 1.3.2 TiO_2光催化剂介绍 |
| 1.4 介孔光催化剂 |
| 1.4.1 介孔光催化剂合成机理 |
| 1.4.2 介孔光催化剂合成方法 |
| 1.4.3 介孔TiO_2光催化剂合成方法 |
| 1.5 TiO_2光催化剂可见光活性研究 |
| 1.6 总结建议和研究内容 |
| 第2章 预实验 |
| 2.1 实验材料及仪器 |
| 2.1.1 实验所需材料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.1.3 实验装置 |
| 2.2 标准曲线测定实验 |
| 2.2.1 不同污染物的吸光度标准曲线 |
| 2.2.2 光催化性能评价方法 |
| 2.2.3 空白实验 |
| 2.3 L型手性表面活性剂(C_(14)-L-AlaA) |
| 2.4 手性与非手性介孔TiO_2光催化剂 |
| 2.4.1 介孔TiO_2制备 |
| 2.4.2 结构表征 |
| 2.4.3 可见光催化性能 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 手性介孔TiO_2光催化剂 |
| 3.1 C_(14)-L-AlaA和 APES对手性介孔TiO_2光催化剂结构及性能的影响 |
| 3.1.1 介孔TiO_2光催化剂的制备 |
| 3.1.2 结构表征 |
| 3.1.3 可见光催化性能 |
| 3.2 手性介孔TiO_2合成机理 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 不同合成条件对于手性介孔TiO_2结构和可见光催化性能的影响 |
| 4.1 合成条件对于L型手性介孔TiO_2结构和可见光催化性能的影响 |
| 4.1.1 钛酸丁酯添加量 |
| 4.1.2 反应温度 |
| 4.1.3 焙烧温度 |
| 4.1.4 转速 |
| 4.1.5 体系pH |
| 4.2 合成条件对于D型手性介孔TiO_2结构和可见光催化性能的影响 |
| 4.2.1 反应温度 |
| 4.2.2 体系pH |
| 4.3 手性介孔TiO_2可重复利用性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 掺杂对手性介孔TiO_2结构和性能的影响 |
| 5.1 手性介孔TiO_2光催化剂可见光催化降解四环素 |
| 5.2 稀土金属掺杂 |
| 5.2.1 结构表征 |
| 5.2.2 可见光催化性能 |
| 5.3 过渡金属掺杂 |
| 5.3.1 结构表征 |
| 5.3.2 可见光催化性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 后续需要展开的研究方向 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表论文和申请专利情况 |
| 致谢 |
（2）缺陷型介孔二氧化钛纳米管基光催化剂的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2一维TiO_2纳米材料概述2 |
| 1.2.1 一维介孔TiO_2纳米管简介 |
| 1.2.2 一维介孔TiO_2纳米管的光催化机理 |
| 1.2.3 一维介孔TiO_2纳米管的制备方法 |
| 1.2.4 介孔TiO_2 纳米管应用 |
| 1.3 介孔TiO_2纳米管复合体概述 |
| 1.3.1 介孔TiO_2纳米管复合体简介 |
| 1.3.2 介孔TiO_2纳米管复合体的制备方法 |
| 1.4 立题依据 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 实验材料及表征方法 |
| 2.1 实验药品和试剂 |
| 2.2 实验设备和仪器 |
| 2.3 表征方法 |
| 2.3.1 广角X射线粉末衍射(XRD)分析 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析 |
| 2.3.4 拉曼光谱(Raman Spectrum)分析 |
| 2.3.5 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)分析 |
| 2.3.6 氮气吸附-脱附等温线分析 |
| 2.3.7 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.4 光电化学性能测试 |
| 2.5 光催化分解水性能测试 |
| 第3章 缺陷型介孔二氧化钛纳米管的结构调控及可见光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 缺陷型一维介孔二氧化钛纳米管的制备 |
| 3.2.2 缺陷型介孔TiO_2纳米管的性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 缺陷型介孔TiO_2纳米管的结构表征 |
| 3.3.2 缺陷型介孔TiO_2纳米管的光催化产氢性能研究 |
| 3.3.3 缺陷型介孔TiO_2纳米管的光电化学性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 掺杂的缺陷型介孔二氧化钛纳米管的结构调控及可见光催化性能研究 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 B掺杂缺陷型一维介孔二氧化钛纳米管的结构表征 |
| 4.3.2 B掺杂缺陷型一维介孔二氧化钛纳米管的光催化产氢性能研究 |
| 4.3.3 B掺杂缺陷型一维介孔二氧化钛纳米管的光电化学性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 缺陷型介孔二氧化钛纳米管Z型异质结复合体的构建及可见光催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 介孔NiO/B-TiO_2纳米管的制备 |
| 5.2.2 介孔NiO/B-TiO_2纳米管的性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 介孔NiO/B-TiO_2纳米管的结构表征 |
| 5.3.2 介孔NiO/B-TiO_2纳米管的光催化产氢性能研究 |
| 5.3.3 介孔NiO/B-TiO_2纳米管的光电化学性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（3）Pd@介孔碳催化剂的设计合成及催化杂环化合物C–H键功能化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 环境与催化问题概述 |
| 1.3 杂环化合物概述 |
| 1.3.1 杂环化合物定义与分类 |
| 1.3.2 杂环化合物的应用简述 |
| 1.4 C–H键功能化概述 |
| 1.5 杂环化合物C–H键功能化研究概述 |
| 1.5.1 芳香杂环化合物C–H键直接芳基化反应研究进展 |
| 1.5.2 杂环芳烃化合物C–H键活化构建C–O键反应研究进展 |
| 1.6 介孔材料概述 |
| 1.7 有序介孔碳负载金属催化剂的合成概述 |
| 1.7.1 硬模板法 |
| 1.7.2 软模板法 |
| 1.7.2.1 金属离子与超分子模板间的相互作用 |
| 1.7.2.2 金属离子与碳前驱体中官能团间的相互作用 |
| 1.7.2.3 金属离子与功能添加剂间的相互作用 |
| 1.7.3 后负载法 |
| 1.8 介孔碳负载金属纳米催化剂的研究应用概述 |
| 1.8.1 介孔催化剂中的传质和扩散 |
| 1.8.2 介孔碳负载金属纳米催化剂应用概述 |
| 1.9 选题依据及研究内容 |
| 1.9.1 选题依据 |
| 1.9.2 研究内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验药品和仪器 |
| 2.2 催化材料制备 |
| 2.2.1 低阶酚醛树脂的合成 |
| 2.2.2 介孔氧化硅负载Pd催化剂Pd/SBA-15 的合成 |
| 2.2.3 介孔碳负载Pd催化剂Pd/FDU-15 的制备 |
| 2.2.4 巯基功能化介孔氧化硅SH-SBA-15的合成 |
| 2.3 催化剂表征 |
| 2.3.1 氮气等温吸脱附表征 |
| 2.3.2 粉末X射线衍射(XRD)表征 |
| 2.3.3 透射电子显微镜(TEM)表征 |
| 2.3.4 扫描透射电子显微镜(STEM)表征 |
| 2.3.5 电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)表征 |
| 2.3.6 元素分析(EA)表征 |
| 2.3.7 X射线光电子能谱(XPS)表征 |
| 2.3.8 CO脉冲化学吸附表征 |
| 2.3.9 程序升温氢化物分解-质谱联用(TPHD-MS)表征 |
| 2.3.10 程序升温还原-质谱联用(TPR-MS)表征 |
| 2.3.11 核磁共振(NMR)表征 |
| 2.3.12 X射线吸收精细结构谱(XAFS)表征 |
| 2.4 密度泛函理论(DFT)计算 |
| 2.5 催化反应及催化剂性能考评 |
| 2.5.1 催化反应 |
| 2.5.2 反应分析处理方法 |
| 2.5.3 反应过程中金属流失动力学 |
| 2.5.4 反应动力学研究 |
| 2.5.5 扩散和传质影响测试 |
| 2.5.6 巯基固体捕获实验 |
| 2.5.7 热过滤实验 |
| 2.5.8 催化剂稳定性测试实验 |
| 2.5.9 氘代实验 |
| 2.5.10 动力学同位素效应(KIE)实验 |
| 2.5.11 放大反应实验 |
| 2.5.12 平行与竞争反应实验 |
| 2.5.13 自由基捕获实验 |
| 第3章 介孔碳载Pd间隙固溶体催化五元杂环化合物C2/C5–H键直接双芳基化反应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验仪器及药品 |
| 3.2.2 C,N共修饰钯间隙固溶体C,N-Pd/OMC催化剂的制备 |
| 3.2.3 C修饰钯间隙固溶体C-Pd/OMC催化剂的制备 |
| 3.2.4 催化剂表征 |
| 3.2.5 DFT计算 |
| 3.2.6 催化反应及催化剂性能考评 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 C,N-Pd/OMC及参比催化剂结构表征 |
| 3.3.2 C,N-Pd/OMC及参比催化剂电子性质研究 |
| 3.3.3 C,N-Pd/OMC催化N-甲基吡咯直接双芳基化反应 |
| 3.3.4 N-甲基吡咯的单芳基化与直接双芳基化反应对比 |
| 3.3.5 DFT计算 |
| 3.3.6 反应机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 氮掺杂介孔碳-二氧化钛负载Pd纳米催化剂用于8-甲基喹啉sp3 C–H键功能化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品 |
| 4.2.2 介孔N-TiO_2/C复合材料负载Pd催化剂Pd/N-TiO_2/C的制备 |
| 4.2.3 介孔TiO_2/C复合材料负载Pd催化剂Pd/TiO_2/C的制备 |
| 4.2.4 催化反应及催化剂性能考评 |
| 4.2.5 催化剂表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂结构表征 |
| 4.3.2 催化剂电子结构表征 |
| 4.3.3 催化性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 一步法制备C,N-共修饰Pd纳米催化剂用于喹啉C–H键功能化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验药品 |
| 5.2.2 一步法制备C,N-共修饰Pd纳米催化剂C,Nx-Pd/OMC |
| 5.2.3 催化反应及催化剂性能考评 |
| 5.2.4 催化剂表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 催化剂结构表征 |
| 5.3.2 催化剂电子性质表征 |
| 5.3.3 催化性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 Pd-N相互作用抑制Suzuki-Miyaura反应中Pd的流失 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂 |
| 6.2.2 Pd/cN-OMC的制备 |
| 6.2.3 Pd/OMC和 Pd/gN-OMC的制备 |
| 6.2.4 催化材料表征方法 |
| 6.2.5 催化反应 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 催化材料结构表征 |
| 6.3.2 反应和金属流失动力学分析 |
| 6.3.3 催化剂的固体捕获实验和循环利用研究 |
| 6.3.4 反应前后催化剂的TEM分析 |
| 6.3.5 负载型Pd纳米催化剂中的Pd-N相互作用 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 附录A 缩写说明 |
| 附录B 产物鉴定 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）纳米二氧化钛表面富羟基的调控及光电性能的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TiO_2的基本性质 |
| 1.3 TiO_2的制备方法 |
| 1.4 TiO_2的光催化原理 |
| 1.5 TiO_2光催化领域的应用 |
| 1.6 TiO_2储能领域的应用 |
| 1.7 提升TiO_2性能的研究 |
| 1.7.1 结构调控 |
| 1.7.2 界面工程 |
| 1.7.3 空位工程 |
| 1.7.4 表面工程 |
| 1.7.5 离子掺杂 |
| 1.8 本论文研究内容及创新点 |
| 第2章 富表面羟基TiO_2的设计合成及光电性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品及仪器 |
| 2.2.2 材料的合成 |
| 2.2.2.1 无定形TiO_2纳米颗粒的合成 |
| 2.2.2.2 富表面羟基TiO_2纳米颗粒的合成 |
| 2.2.3 材料相关表征的测试方法及仪器参数 |
| 2.2.3.1 材料的结构表征 |
| 2.2.3.2 光催化测试 |
| 2.2.3.3 电化学测试 |
| 2.2.3.4 光电化学测试 |
| 2.2.3.5 密度泛函数理论计算 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 结构表征 |
| 2.3.2 离子液体的回收利用 |
| 2.3.3 光催化性能研究 |
| 2.3.4 储能性能研究 |
| 2.3.5 光电性能研究 |
| 2.3.6 电荷传输机制研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 中空微球TiO_2的设计合成及光电性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品及仪器 |
| 3.2.2 材料的合成 |
| 3.2.2.1 无定形二氧化钛微球的合成 |
| 3.2.2.2 锐钛矿二氧化钛中空微球的合成 |
| 3.2.3 材料相关表征的测试方法及仪器参数 |
| 3.2.3.1 材料的结构表征 |
| 3.2.3.2 光催化测试 |
| 3.2.3.3 电化学测试 |
| 3.2.3.4 光电化学测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构表征 |
| 3.3.2 光催化性能研究 |
| 3.3.3 储能性能研究 |
| 3.3.4 电荷传输机制研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间获得与学位论文相关的科研成果 |
（5）有序介孔二氧化钛、硫化镉的可控制备及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 介孔材料的概述 |
| 1.2 光催化产氢概要 |
| 1.3 光催化降解污染物概要 |
| 1.4 提高TiO_2、CdS光催化剂催化活性的研究进展 |
| 1.5 研究意义与内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂及仪器 |
| 2.2 表征与测试方法及原理 |
| 2.3 电化学性能测试方法 |
| 第三章 有序介孔TiO_2及其复合物的制备及其光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 有序介孔CdS的可控制备及其光催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介及论文发表情况 |
（6）几种有序介孔光催化材料的设计、合成与污染物降解应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 介孔材料的概述 |
| 1.2 介孔材料的分类 |
| 1.3 介孔材料的合成方法 |
| 1.4 介孔材料的应用 |
| 1.5 半导体光催化技术概述 |
| 1.6 本论文的研究意义与内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2 表征与测试方法及原理 |
| 2.3 光催化测试方法 |
| 第三章 有序介孔α-Fe_2O_3的合成及光催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 介孔α-Fe_2O_3的制备与表征 |
| 3.3 介孔α-Fe_2O_3的光催化性能研究 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 有序介孔锰基金属氧化物的设计合成及其催化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料的制备 |
| 4.3 材料的表征及分析 |
| 4.4 有序介孔MnO_2的催化性能研究 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 有序介孔g-C_3N_4的合成及光催化性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料的制备 |
| 5.3 材料的表征及分析 |
| 5.4 有序介孔-C_3N_4光催化性能研究 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介及论文发表情况 |
（7）以改性F127嵌段共聚物为模板制备介孔二氧化钛（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 介孔纳米材料 |
| 1.2 介孔二氧化钛纳米材料 |
| 1.2.1 介孔二氧化钛的制备 |
| 1.2.2 介孔二氧化钛光催化的机理 |
| 1.3 二氧化钛混合相提高光催化活性 |
| 1.4 掺杂介孔二氧化钛纳米材料 |
| 1.4.1 掺杂介孔二氧化钛的制备 |
| 1.4.2 掺杂介孔二氧化钛在光催化中的机理 |
| 1.5 选题的目的与意义 |
| 第二章 PEI-F127-PEI嵌段共聚物的制备 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 试剂与仪器 |
| 2.1.2 实验用具的清洗 |
| 2.1.3 PEI-F127-PEI嵌段共聚物的制备 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 PEI-F127-PEI的合成 |
| 2.2.2 PEI-F127-PEI的表征 |
| 2.3 结论 |
| 第三章 以PEI-F127-PEI嵌段共聚物为模板制备介孔TiO_2 及其光催化性能研究 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 试剂与仪器 |
| 3.1.2 氮气气氛中煅烧制备的介孔二氧化钛纳米粒子制备过程 |
| 3.1.3 空气气氛中煅烧制备的介孔二氧化钛纳米粒子制备过程 |
| 3.1.4 光催化活性测量 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 氮气气氛中煅烧制备的介孔二氧化钛纳米粒子的结构表征与分析 |
| 3.2.2 氮气气氛中煅烧制备的介孔二氧化钛纳米粒子的光催化降解性能 |
| 3.2.3 空气气氛中煅烧制备的介孔二氧化钛纳米粒子的结构表征与分析 |
| 3.2.4 空气气氛中煅烧制备的介孔二氧化钛纳米粒子的光催化降解性能 |
| 3.3 结论 |
| 第四章 以PEI-F127-PEI为模板制备掺杂介孔TiO_2 及其吸附和光催化性能研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 试剂与仪器 |
| 4.1.2 Cu掺杂介孔二氧化钛纳米粒子制备过程 |
| 4.1.3 V掺杂介孔二氧化钛纳米粒子制备过程 |
| 4.1.4 有机染料吸附及光催化活性测量 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 铜掺杂介孔二氧化钛纳米粒子的结构表征与分析 |
| 4.2.2 铜掺杂介孔二氧化钛纳米粒子的光催化性能 |
| 4.2.3 钒掺杂介孔二氧化钛纳米粒子的结构表征与分析 |
| 4.2.4 钒掺杂介孔二氧化钛纳米粒子的光催化性能 |
| 4.2.5 催化机理分析 |
| 4.3 结论 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（8）纳米结构二氧化钛的空位调控及界面n-p效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二氧化钛概述 |
| 1.2.1 二氧化钛的晶体结构 |
| 1.2.2 无定形相二氧化钛 |
| 1.2.3 二氧化钛的光催化应用 |
| 1.2.4 二氧化钛的能源储存应用 |
| 1.3 二氧化钛性能提升方法 |
| 1.3.1 纳米复合 |
| 1.3.2 离子掺杂 |
| 1.3.3 空位调控 |
| 1.4 本论文的研究思路及研究内容 |
| 1.5 本论文采用的表征手段和测试方法 |
| 第2章 钛空位/配位碳界面复合二氧化钛的制备及其光催化/电化学性能研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 材料合成方法 |
| 2.2.2 性能测试方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 形貌及结构表征 |
| 2.3.2 光催化性能研究 |
| 2.3.3 储锂储钠性能研究 |
| 2.3.4 载流子传输机制研究 |
| 2.4 本章小结与展望 |
| 第3章 氧空位/钛空位纳米复合二氧化钛的制备及其光催化/电化学性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料合成方法 |
| 3.2.2 性能测试方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 形貌及结构表征 |
| 3.3.2 光催化性能研究 |
| 3.3.3 储锂储钠性能研究 |
| 3.3.4 载流子传输机制研究 |
| 3.4 本章小结与展望 |
| 第4章 氧空位/钛空位原子复合二氧化钛的制备及其光催化/电化学性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料合成方法 |
| 4.2.2 性能测试方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 形貌及结构表征 |
| 4.3.2 光催化性能研究 |
| 4.3.3 储锂储钠性能研究 |
| 4.3.4 载流子传输机制研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间的科研成果 |
（9）用正电子湮没研究有序介孔材料的孔结构及对宏观性能的影响（论文提纲范文）
| 论文创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 介孔材料的简介 |
| 1.2 介孔材料的合成方法与机理 |
| 1.2.1 软模板法 |
| 1.2.2 硬模板法 |
| 1.2.3 组合模板法 |
| 1.3 介孔材料的结构调控 |
| 1.4 介孔材料的分类 |
| 1.4.1 根据结构不同分类 |
| 1.4.2 根据组分不同分类 |
| 1.5 介孔材料的应用 |
| 1.5.1 催化 |
| 1.5.2 能量转换和存储 |
| 1.5.3 生物领域 |
| 1.5.4 低介电材料 |
| 1.5.5 热电材料 |
| 1.6 常用表征方法 |
| 1.7 本文的研究目的和意义 |
| 第二章 正电子湮没谱学及其在材料中的应用 |
| 2.1 正电子湮没谱学基础 |
| 2.2 电子偶素的形成与湮没 |
| 2.3 正电子湮没谱学实验方法 |
| 2.3.1 正电子源 |
| 2.3.2 正电子湮没寿命测量 |
| 2.4 正电子湮没谱学在多孔材料中的应用 |
| 第三章 扩孔剂1,3,5-三甲苯对SBA-15 孔结构的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品的制备与表征 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 表征方法 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 SAXS结果分析 |
| 3.3.2 HRTEM结果分析 |
| 3.3.3 N2吸附脱附测试结果分析 |
| 3.3.4 正电子寿命测试结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 不同温度下合成的介孔二氧化硅KIT-6 的孔结构及介电常数的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品的制备与表征 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 表征方法 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 SAXS结果分析 |
| 4.3.2 HRTEM结果分析 |
| 4.3.3 N2吸附脱附测试结果分析 |
| 4.3.4 正电子寿命测试结果分析 |
| 4.3.5 介电常数测试结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 有序介孔二氧化钛的孔洞结构及光催化性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品的制备与表征 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 表征方法 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 XRD结果分析 |
| 5.3.2 HRTEM结果分析 |
| 5.3.3 N2吸附脱附测试结果分析 |
| 5.3.4 正电子寿命测试结果分析 |
| 5.3.5 光催化结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 有序介孔碳CMK-3 的孔结构与热电性能的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品的制备与表征 |
| 6.2.1 样品制备 |
| 6.2.2 表征方法 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 SAXS结果分析 |
| 6.3.2 HRTEM结果分析 |
| 6.3.3 N2吸附脱附测试结果分析 |
| 6.3.4 正电子寿命测试结果分析 |
| 6.3.5 热电性能测试结果分析 |
| 6.4 本节小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究中存在的问题和今后的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研成果目录 |
| 致谢 |
（10）杂原子骨架掺杂的MFI分子筛合成及其催化氧化反应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 TS-1分子筛概述 |
| 1.1.1 TS-1分子筛简介 |
| 1.1.2 TS-1分子筛制备方法 |
| 1.1.3 TS-1分子筛的局限和发展 |
| 1.2 多级孔TS-1分子筛 |
| 1.2.1 脱硅法 |
| 1.2.2 硬模板法 |
| 1.2.3 软模板法 |
| 1.3 杂原子MFI分子筛 |
| 1.3.1 骨架钨掺杂的MFI分子筛 |
| 1.3.2 骨架钒掺杂的MFI分子筛 |
| 1.4 柴油氧化脱硫 |
| 1.4.1 柴油深度脱硫概述 |
| 1.4.2 氧化脱硫反应机理 |
| 1.4.3 氧化脱硫催化剂 |
| 1.5 课题目的及研究内容 |
| 第2章 多级孔TS-1堆积纳米盘的合成及其催化氧化反应性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 催化剂制备 |
| 2.2.4 催化剂表征 |
| 2.2.5 氧化反应 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 多级孔TS-1堆积纳米盘微观形貌表征 |
| 2.3.2 多级孔TS-1堆积纳米盘形成过程分析 |
| 2.3.3 多级孔TS-1堆积纳米盘结构表征 |
| 2.3.4 多级孔TS-1堆积纳米盘催化氧化反应性能评价 |
| 2.3.5 多级孔TS-1堆积纳米盘循环稳定性测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 微米TS-1/SiO_2微球的合成及其催化氧化反应性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验原料与仪器 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 催化剂制备 |
| 3.2.4 催化剂表征 |
| 3.2.5 氧化反应 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 多级孔TS-1分子筛微观形貌表征 |
| 3.3.2 TS-1/SiO_2微球形成过程分析 |
| 3.3.3 TS-1/SiO_2微球微观形貌和尺寸表征 |
| 3.3.4 TS-1/SiO_2微球尺寸调控 |
| 3.3.5 TS-1/SiO_2微球结构表征 |
| 3.3.6 TS-1/SiO_2微球催化氧化反应性能评价 |
| 3.3.7 TS-1/SiO_2微球循环稳定性测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 骨架钨掺杂的TS-1分子筛合成及其催化氧化反应性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验原料与仪器 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 催化剂制备 |
| 4.2.4 催化剂表征 |
| 4.2.5 氧化反应 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 骨架钨掺杂TS-1分子筛微观形貌与结构表征 |
| 4.3.2 骨架钨掺杂TS-1分子筛催化氧化反应性能评价 |
| 4.3.3 骨架钨掺杂的MFI分子筛催化氧化反应路径分析 |
| 4.3.4 钨掺杂TS-1分子筛WTS(3/3)循环稳定性测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 骨架钒掺杂的MFI分子筛合成及其催化氧化反应性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 催化剂制备 |
| 5.2.4 催化剂表征 |
| 5.2.5 氧化反应 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 骨架钒掺杂的MFI分子筛微观形貌与结构表征 |
| 5.3.2 骨架钒掺杂的MFI分子筛催化氧化反应性能评价 |
| 5.3.3 骨架钒掺杂的MFI分子筛催化氧化反应路径分析 |
| 5.3.4 骨架钒掺杂的MFI分子筛N-VS(4)循环稳定性测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、介孔二氧化钛的合成与结构表征（论文参考文献）
- [1]可见光响应手性介孔TiO2复合光催化剂的开发及其降解性能研究[D]. 李瑶. 浙江工商大学, 2021(12)
- [2]缺陷型介孔二氧化钛纳米管基光催化剂的制备与性能研究[D]. 杨武陶. 黑龙江大学, 2021(09)
- [3]Pd@介孔碳催化剂的设计合成及催化杂环化合物C–H键功能化研究[D]. 赵小瑞. 上海师范大学, 2020(02)
- [4]纳米二氧化钛表面富羟基的调控及光电性能的研究[D]. 肖诗天. 武汉理工大学, 2020(08)
- [5]有序介孔二氧化钛、硫化镉的可控制备及其光催化性能研究[D]. 吴强. 宁夏大学, 2020(03)
- [6]几种有序介孔光催化材料的设计、合成与污染物降解应用[D]. 暴彦吉. 宁夏大学, 2020(03)
- [7]以改性F127嵌段共聚物为模板制备介孔二氧化钛[D]. 曹振浩. 济南大学, 2019(01)
- [8]纳米结构二氧化钛的空位调控及界面n-p效应研究[D]. 吴思明. 武汉理工大学, 2019(07)
- [9]用正电子湮没研究有序介孔材料的孔结构及对宏观性能的影响[D]. 周博. 武汉大学, 2019(06)
- [10]杂原子骨架掺杂的MFI分子筛合成及其催化氧化反应研究[D]. 吕国军. 天津大学, 2019(06)