二氧化鈦納米管的制備、攙雜與結(jié)構(gòu)優(yōu)化


1.5萬字 39頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘要
隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，能源的消耗速度急劇的增加，尤其是化石燃料，大量廢物不斷排入自然界，使人類的生存環(huán)境日益惡化，其中水環(huán)境尤其嚴(yán)重。廢水中還有有機(jī)污染物，其中有許多高的生物毒性且生物無法降解的物質(zhì)，嚴(yán)重威脅到我們?nèi)祟惖纳】?，改善我們的生存環(huán)境，解決水環(huán)境污染是我們目前亟待解決的重要問題。
自1972年Fujishima等從實(shí)驗(yàn)室首次制備出TiO2納米管，發(fā)現(xiàn)TiO2納米管光電極具有分解水的功能，自此納米TiO2光催化技術(shù)引起了廣泛的關(guān)注。利用TiO2光催化性能處理難降解污水是目前極具前途的方法，它能夠?qū)τ袡C(jī)污染物進(jìn)行光催化降解，最終使這些污染物分解為無毒、無味的CO2、H2O等一些簡單的無機(jī)物。但是TiO2納米管存在著一些缺陷比如：其禁帶寬度大只能吸收紫外光，對(duì)太陽能的利用率低；受輻射后價(jià)帶空穴和導(dǎo)帶電子極易復(fù)合，導(dǎo)致其光催化效率低下等問題。
稀土元素是從18世紀(jì)末葉開始被人們逐漸發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)人們常把不溶于水的固體氧化物稱為土。稀土一般是以氧化物狀態(tài)分離出來的，又很稀少，因而得名為稀土。稀土元素具有不完全的4f占有軌道和空的5d軌道，易產(chǎn)生多電子組態(tài)，有著特殊的光學(xué)性質(zhì)。在TiO2改性方面受到越來越多的重視。
本文通過使用陽極氧化的方法，在氫氟酸電解液體系中制備TiO2納米管，并在制備TiO2納米管的基礎(chǔ)上，在氫氟酸電解液體系中加入適量的稀土元素硝酸鹽，或?qū)⒁阎苽銽iO2納米管放入含S的溶液中進(jìn)行沉積、超聲，對(duì)其制備的TiO2納米管進(jìn)行摻雜改性。將摻雜過后的TiO2納米管分別進(jìn)行場發(fā)射掃描電鏡分析(SEM)、X射線衍射分析(XRD)和能譜分析（EDS），從而來觀察其形貌、測定其厚度并對(duì)它的相和元素進(jìn)行分析。最后使制備出的經(jīng)過摻雜的TiO2納米管的結(jié)構(gòu)更加的優(yōu)化，提高TiO2納米管的太陽能利用率和光催化效率。

關(guān)鍵詞：TiO2納米管 陽極氧化 稀土元素?fù)诫s 硫摻雜 結(jié)構(gòu)優(yōu)化