一、Gd~(3+)掺杂纳米TiO_2自然光催化降解甲基橙的研究（论文文献综述）
李菊[1]（2021）在《TiO2基和g-C3N4基复合材料的制备及其光催化降解有机污染物的性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,水体有机污染物的治理成为了环保领域关注的热点课题之一。光催化技术被广泛应用于水体有机污染物（如:染料、农药、抗生素等）的去除、大气污染物的转化和降解、二氧化碳还原及催化制氢等方向。一种高效的光催化剂需要同时具备宽的可见光吸收边缘、高的载流子分离率、强的氧化还原能力和好的循环稳定性等特点,单一的TiO2或g-C3N4半导体光催化剂很难同时具备这些特点。因此,TiO2基和g-C3N4基复合光催化剂的设计研究备受关注。（1）通过溶胶-水热法制备了四种稀土离子(RE3+=Ce3+、Sm3+、Pr3+、La3+)掺杂改性的二氧化钛（TiO2）催化剂,通过X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积测试（BET）和紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等手段对其进行了表征。结果显示,掺杂的RE3+部分以取代Ti4+的方式进入到TiO2的晶格中,在紫外光照射下,Sm3+掺杂TiO2降解甲基橙（MO）的降解效率在60 min内达到100%,混合农药在180 min内达到90%以上的降解率,Sm-TiO2的催化性能最佳,Pr-TiO2次之。催化剂活性的增强可归于少量RE3+掺杂引入的杂质能级和大量表面氧空位（OVs）的协同作用。最后,通过实验结果与密度泛函理论（DFT）计算结合提出了RE3+掺杂TiO2光催化剂催化降解有机污染物的可能机理。（2）构建具有良好电荷转移途径的纳米复合结构是获得高效光催化剂的有效途径。因此,我们通过Sm3+掺杂TiO2与二维g-C3N4纳米薄片（CNS）复合,制备了一种直接Z-型异质结CNS/Sm-TiO2光催化剂。结果显示,本体g-C3N4热氧化刻蚀后得到的CNS纳米薄片,其比表面积明显增大。α%CNS/Sm-TiO2复合材料的光催化活性明显高于单一半导体,且当CNS含量为40%时,可见光驱动降解罗丹明B（Rh B）的效率在300 min内达到96.53%。40%CNS/Sm-TiO2降解盐酸四环素（TC-HCl）的反应速率(0.18215 h-1)比Bulk g-C3N4的反应速率(0.05085 h-1)高3.6倍。CNS/Sm-TiO2复合催化剂具有显着的去除有机染料、抗生素和农药等多用途光催化活性。α%CNS/Sm-TiO2光催化活性的增强可归因于Z-型异质结的形成和Sm3+掺杂加速的光生载流子分离。最后,基于荧光羟基自由基捕获实验的结果,我们提出了直接Z-型CNS/Sm-TiO2异质结光催化剂降解有机污染物的可能机理。（3）采用一步溶剂热法合成具有较好均一性和分散性的CdS/Sm-TiO2/CNS三元纳米复合物。在模拟自然光照射下,通过降解有机污染物Rh B和TC-HCl评价了其光催化活性。结果表明,CdS/Sm-TiO2/CNS三元复合物的降解TC-HCl的反应速率(0.2107 min-1)比纯CNS的反应速率(0.01020 min-1)高20倍。这种性能增强的可归因于三组分之间强的界面间相互作用和窄带隙硫化镉（CdS）复合后增强的可见光吸收能力。另外,CdS、Sm-TiO2和CNS匹配的能级有利于三元体系电子-空穴双向转移的有效电荷分离。
王新海,马瑾[2]（2019）在《稀土掺杂纳米二氧化钛光催化剂的研究进展》文中研究说明纳米二氧化钛（TiO2）催化剂由于其高效、价廉、无毒、稳定等优点,被认为是一种极具应用前景的环境友好型光催化材料,它在空气净化、环境治理、光解水制氢、废水处理等环保领域得到了广泛的研究和应用。在对TiO2改性研究中发现,稀土金属掺杂是较为有效和经济的手段,稀土离子的掺入不仅可以提高对有机污染物吸附量,还可以延迟锐钛矿相向金红石相的转变,增强TiO2的光催化性能。目前,有关稀土掺杂TiO2的综合性报道较少。本文简单介绍了稀土掺杂纳米TiO2提高其光催化性能的机理,从单一稀土元素掺杂、稀土元素与其他元素共掺杂、稀土元素与稀土元素共掺杂纳米TiO2光催化剂3个方面阐述了稀土掺杂纳米TiO2光催化剂的研究进展,并在最后指出了稀土掺杂纳米TiO2中存在的问题和未来的研究方向。
温宇[3]（2018）在《硫酸修饰金属氧化物改性二氧化钛降解罗丹明B研究》文中研究指明人们的生活水平提高,购买力增强,在服装上的消费越来越高,众所周知颜色直接影响服饰在市场上的销量,因此染料有着巨大的市场需求量并且对质量的要求不断提高,这使得染料废水排放量增多且难以进行无害处理。染料废水的强生物毒性和其高含量的有机物的特点使得染料废水不能直接排放,为保护环境,减少环境危害,染料废水需经过处理达到标准后才可向环境中排放。高质量的染料是因为具有稳定的化学结构才能长久保持鲜艳的色泽,生产高质量染料的同时也会产生与染料具有相似化学性质的染料废水,一般的处理方法不能净化染料废水。本论文第二章以二氧化钛为基础,利用液相法中的共结晶法,通过掺杂其他金属元素氧化物并用硫酸修饰对其进行表面掺杂改性,获得了一种催化活性很高的改性催化剂,掺杂的金属可以使催化剂表面产生的电子空穴发生有效的分离作用,减小了电子-空穴对的复合几率,从而提高其自然光催化活性并具有一定的黑暗催化性能。我们通过XRD来分析其各晶相的衍射峰强度及其相关信息;通过SEM来获得催化剂的外貌特征;通过降解测试来确定其性能;通过紫外测试来检测光吸收范围。本论文第三章通掺杂多种金属氧化物、酸化、添加模板剂的方法对TiO2光催化剂进行改性,目的是扩展TiO2光催化剂的可吸收光谱范围,提高TiO2光催化剂的光催化活性。利用XRD、紫外等对样品进行表征,结果表明水热法制备的TiO2具有复杂多样的空间结构,显着提高了改性TiO2的催化活性。掺杂改性和硫酸处理纳米TiO2催化剂显着扩展了可吸收波长范围,提高了对罗丹明B的降解率,最高可达87%,添加模板剂制备出的样品降解速度最快,降解率最高90%。
黄寿强[4]（2015）在《稀土掺杂CaF2基上转换光催化材料制备及降解有机污染物研究》文中进行了进一步梳理光催化法是一种利用太阳光驱动反应的环境污染治理和能源生产技术,但常规的光催化只能利用占太阳光5%左右的紫外光及部分可见光。为提高太阳光光能利用率,近年来,一种兼有上转换发光及光催化效能的复合光催化材料开始成为研究热点。本论文以此为出发点,采用稀土掺杂CaF2与半导体材料TiO2复合,利用其上转换功能将近红外光转换为可激发TiO2的紫外光和短波长可见光来提高光催化性能,并从双活性核壳结构的制备、异质结的形成、上转换发光强度的提高三个方面进行研究。由于TiO2的吸收边较小,引入具有较大吸收边的BiVO4到上转换光催化材料中,以提高上转换发射光的利用效率。最后,将电镀废水中制备的复合铁氧体磁基质与电镀废水中获得的高活性ZnO半导体材料结合,制备了具有全光谱利用和异质结等优点的磁性上转换光催化材料,满足了上转换发光及回收利用目的。主要研究成果如下:（1）Er3+/Yb3+-（CaF2/TiO2）上转换光催化材料具有双活性核壳型结构,其Er3+和Yb3+离子不但存在于CaF2核心,也存在于TiO2壳层。该材料吸收边达到425nm,且在980nm激光激发下可发出657nm的红光、540和523nm的绿光、408nm的紫光和379nm的紫外光,从而有利于后续的光催化降解反应。对甲基橙模拟废水的降解实验表明,在近红外光（720<λ<1100nm）照射12h后,Er3+/Yb3+-（CaF2/TiO2）对甲基橙的降解率为32.1%,高于Er3+/Yb3+-TiO2的对应值（9.1%）;在氙灯全光谱照射4h后,Er3+/Yb3+-（CaF2/TiO2）对甲基橙的降解率为63.3%,高于纯TiO2（52.6%）、CaF2/TiO2（45.9%）和Er3+/Yb3+-TiO2（48.6%）的对应值。（2）为了进一步提高CaF2/TiO2上转换光催化材料的光催化性能,引入了异质结方法制备Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaTiO3/CaF2/TiO2）上转换光催化材料。该材料保留了棉花模板的条带状形貌,其（Ca0.8Yb0.2）F2.2核心表面负载了很多锐钛矿纳米颗粒和金红石纳米棒。锐钛矿与金红石之间,以及它们与残留的CaTiO3之间都能形成异质结,从而赋予Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaTiO3/CaF2/TiO2）高效的光生电子与空穴分离能力。该材料吸收边为409nm,且在980nm激光激发下可发出652nm的红光、541和522nm的绿光、485和455nm的蓝光、407nm的紫光,以及381、364、351和292nm的紫外光,从而有利于后续的光催化降解反应。对甲基橙模拟废水的降解实验表明,在近红外光照射3h后,Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaTiO3/CaF2/TiO2）对甲基橙的降解率为52.3%,分别是Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaTiO3/TiO2）的1.6倍和Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaTiO3/CaF2）的2.5倍;在紫外-可见-近红外光照射10min后,Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaTiO3/CaF2/TiO2）对甲基橙的降解率为90.3%,明显高于Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaTiO3/TiO2）和Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaTiO3/CaF2）的对应值。（3）上转换光催化材料的光催化性能与上转换发光性能密切相关,为了提高上转换发光性能,制备了Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaWO4/TiO2/CaF2）上转换光催化材料。该材料是由残留的CaWO4及其表面负载的TiO2/（Ca0.8Yb0.2）F2.2壳层组成。在壳层中,（Ca0.8Yb0.2）F2.2并没有被TiO2包裹,而是与TiO2纳米晶相互交替排列。相对于纯Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaWO4/CaF2）,TiO2壳层提高了Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaWO4/TiO2/CaF2）的上转换发光强度。Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaWO4/TiO2/CaF2）的吸收边为425nm,其在980nm激光激发下,能够发出659nm的红光、554和525nm的绿光、477nm的蓝光、410nm的紫外光、382和365nm的紫外光,从而有利于后续的光催化降解反应。在980nm激光和近红外光（λ≥780nm）照射3h后,Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaWO4/TiO2/CaF2）对甲基橙的降解率分别为20.3%和46.6%,高于Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaWO4/TiO2）的对应值（12.7%和38.2%）;在紫外-可见-近红外光照射30min后,Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaWO4/TiO2/CaF2）对甲基橙的降解率为91.7%,高于Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaWO4/TiO2）的84.8%降解率。（4）以上三种TiO2上转换光催化材料的吸收边较小,为此制备了Er3+/Tm3+/Yb3+-CaF2/BiVO4上转换光催化材料。该材料由完整规则的树枝状BiVO4及其表面均匀负载的Er3+/Tm3+/Yb3+-CaF2颗粒组成。相对于纯Er3+/Tm3+/Yb3+-CaF2,Er3+/Tm3+/Yb3+-CaF2/BiVO4的上转换发光强度提高了8倍以上,主要是由于其交换的Bi3+离子破坏了Er3+/Tm3+/Yb3+-CaF2的晶体场对称性。Er3+/Tm3+/Yb3+-CaF2/BiVO4的吸收边为506nm,其在980nm激光激发下可发出658nm的红光、543和524nm的绿光、485nm的蓝光、408nm的紫光,以及379和361nm的紫外光,从而有利于后续的光催化降解反应。对甲基橙模拟废水的降解实验表明,在980nm激光照射6h后,Er3+/Tm3+/Yb3+-CaF2/BiVO4对甲基橙的降解率为10.1%;在紫外-可见-近红外光照射3h后,Er3+/Tm3+/Yb3+-CaF2/BiVO4对甲基橙的降解率为39.0%,高于纯BiVO4的对应值,而污泥模板-Er3+/Tm3+/Yb3+-CaF2/BiVO4-TiO2对甲基橙的降解率达到了60.1%。（5）为了利用上转换得到的所有发射光谱并采用磁性分离上转换光催化材料,以电镀废水中回收的复合铁氧体和半导体氧化物ZnO为基础,结合稀土和Ca2+离子,设计制备了Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaF2/ZnFe2O4/ZnO）磁性上转换光催化材料。该材料由（Ca0.8Yb0.2）F2.2核心及其表面负载的ZnO和ZnFe2O4纳米晶组成,其饱和磁化强度为1.08emu/g。在980nm激光激发下,Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaF2/ZnFe2O4/ZnO）能够发出656nm的红光、541和523nm的绿光、484nm的蓝光、410nm的紫光,以及381和362nm的紫外光。Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaF2/ZnFe2O4/ZnO）具有全光谱吸收能力,能够直接利用这些发射光进行光催化反应。对甲基橙模拟废水的降解实验表明,在近红外光（λ≥780nm）照射3h后,Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaF2/ZnFe2O4/ZnO）对甲基橙的降解率为13.2%;在可见-近红外光照射3h后,Er3+/Tm3+/Yb3+-（CaF2/ZnFe2O4/ZnO）对甲基橙的降解率分别为43.7%,明显高于Ca-Zn磁性前驱体对应的降解率。
柴瑜超[5]（2014）在《双稀土掺杂TiO2光催化剂的制备及性能研究》文中研究指明纳米TiO2作为一种功能性半导体材料，在环境保护、光电转换、工业催化等领域有着广泛的用途。然而，光谱吸收范围窄、光量子效率低限制了TiO2的实际应用。如何拓宽光谱响应范围和提高量子效率，对提高光催化活性具有重要的意义。本文选取了稀土元素La和Gd对TiO2进行掺杂改性，首先通过溶胶凝胶法得到共掺杂的最佳配比，随后通过其他制备方法进一步优化光催化性能，具体研究内容如下：（1）首先，采用溶胶凝胶法制备稀土La和Gd单掺杂TiO2纳米颗粒，确定了最佳的单掺杂量分别为2.0%和0.4%（摩尔比）；在此基础上制备La-Gd/TiO2纳米颗粒，考察了不同参数制备产物的光催化性能，当最佳掺杂配比为Gd：La：Ti=0.004：0.015：1时，在紫外光下光照30min，对甲基橙的降解率可达97%，是未掺杂的3.2倍；可见光下2h的降解率则达到40%，而未掺杂的几乎没有变化，表明掺杂可拓宽光谱吸收范围，提高对太阳光的利用率。（2）分别采用P123和尿素作为模板，制备了La-Gd/TiO2微球。P123模板制备的微球，球径约为1.5-3.5μm，探讨了煅烧温度对催化性能的影响：350℃下煅烧2h的样品，紫外光照射20min即可完全降解甲基橙，可见光下2h则能降解83%左右。尿素模板法制备的微球，球径在100nm左右。研究了合成条件对产物催化性能的影响：在110℃下水热反应36h的样品催化效果最好，可见光下60min能降解80%以上的甲基橙，对可见光的响应能力非常强。（3）首次采用水热法制备了La-Gd/TiO2纳米管，管径约为15-20nm。在煅烧时产生膨胀效应，管径和长度都有所增加，当煅烧温度达到600℃后，纳米管形貌遭到破坏；煅烧温度对光催化活性的影响为：在500℃下煅烧的产物在可见光下照射210min对罗丹明B的降解率即可达71%，比未煅烧的样品提高了2倍。
柴瑜超,林琳,赵斌,何丹农[6]（2013）在《稀土掺杂二氧化钛光催化剂的研究进展》文中指出纳米TiO2作为一种功能性半导体材料,在环境保护、光电转换、涂料行业和工业催化等领域有着极为广泛的用途。然而,光谱吸收范围窄、对太阳光的利用率低以及光量子效率低是限制TiO2实际应用的主要原因。掺杂改性可以拓宽光谱响应范围和提高量子效率,是提高光催化剂活性的重要方法。介绍了掺杂前后TiO2的催化原理,综述了稀土元素单一掺杂、稀土元素与其他元素共掺杂TiO2光催化剂的研究进展,并进一步指出了稀土掺杂TiO2中存在的问题和未来的研究方向。
李海雷[7]（2012）在《TiO2纳米管阵列薄膜的制备及其光催化性能研究》文中研究说明随着社会的发展，环境污染问题越来越严重并逐渐受到人们的广泛重视。近年来，采用半导体催化材料解决这一问题成为科学家们的研究热点，其中，半导体TiO2纳米材料因无毒、资源丰富、稳定性好和氧化性强等优点成为纳米催化材料领域的研究热点。传统的纳米TiO2粉体因在使用中易团聚难回收，容易对环境造成二次污染的缺点，限制了其在光催化领域中的应用。本文采用阳极氧化法在钛表面制备的TiO2纳米管阵列薄膜解决了传统纳米材料的缺点，并通过溶液浸渍法实现了Ce3+、Gd3+对TiO2纳米管的有效掺杂，具体实验内容如下：1.采用阳极氧化法在钛表面制备出具有一维结构的TiO2纳米管阵列，用场发射扫描电镜FESEM观察TiO2纳米管的形貌，用XRD测试纳米管的结构晶型。考察了氧化电压、水浴温度、F-浓度、退火温度等工艺参数对产物形貌和晶型结构的影响，从理论上阐述了氧化电压、水浴温度和F-浓度对纳米管管径和管壁的影响。退火温度影响TiO2纳米管的形貌和晶相，在较低温度下退火后仍保持管状形貌，680℃下管状结构坍塌。随着退火温度的升高，首先出现锐钛矿相，在较高的温度下会出现金红石相，并随着金红石相含量的增加，锐钛矿相含量减少，在800℃下主要存在金红石相。2.研究了各个工艺参数下制备的TiO2纳米管对甲基橙的降解率，得到制备TiO2纳米管的最佳工艺参数为氧化电压30V、水浴温度为30℃和NH4F的浓度为0.5wt%，在该电解液中氧化1h得到的TiO2纳米管管径约为80-100nm，管长约为4.89μm。此外还考察了退火温度、甲基橙溶液的不同初始浓度和不同pH对TiO2纳米管光催化活性的影响，研究表明，在550℃退火处理的纳米管在溶液浓度和pH分别为10mg/L和3的甲基橙溶液中具有最好的光催化活性。在紫外光下光照4h对甲基橙的降解率为76.4%3.用溶液浸渍法制备稀土离子Ce3+和Gd3+掺杂的TiO2纳米管，通过对甲基橙的光催化降解表明，掺杂离子的溶液浓度有一最佳值，Ce（NO3）3和Gd（NO3）3溶液的浓度都为0.01mol/L。与纯TiO2纳米管对甲基橙的降解率相比，在该浓度下制备的两种掺杂TiO2纳米管对甲基橙溶液的降解率分别提高了18.2%和16.2%，改性程度Ce3+>Gd3+。利用XRD、SEM、EDS等表征手段对最佳掺杂量的TiO2进行分析，EDS分析测得溶液浸渍法可以成功的将Ce3+、Gd3+掺入到TiO2纳米管中，Ce原子和Gd原子相对于Ti原子的含量分别为1.22%和0.47%。由于铈和钆的含量非常少，XRD图谱中没有检测到铈和钆的氧化物存在。FESEM图中可看出稀土离子的掺入不影响TiO2纳米管的形貌，管内径大约为80-100nm。
朱林[8]（2011）在《TiO2纳米带的制备、改性及其光催化性能的研究》文中提出纳米级二氧化钛由于具有无毒、价格低廉、物理化学性质稳定、催化活性高以及抗氧化能力强等优点而成为当今世界最重要的一种环境净化光催化材料。然而,由于纳米二氧化钛有光生电子-空穴对容易复合和对可见光吸收能力差两个缺陷,其光催化效率受到了很大程度的限制。为此,许多研究工作者通过对纳米二氧化钛进行改性来提高其光催化活性,其中包括金属离子掺杂、非金属离子掺杂、贵金属沉积、染料敏化等。此外,纳米尺寸的TiO2颗粒作为催化剂直接分散在污水中势必造成分离及回收困难的问题,这也限制了其实际应用。为此本论文通过水热法制备了大尺寸的一维纳米材料,通过离子掺杂对纳米材料进行改性,研究了改性TiO2纳米带的光催化活性及其影响因素。通过简易的水热法在不同的水热温度下制备了纳米带样品,在实验中讨论了热处理温度及热处理时间对样品的晶体结构、表面形貌及催化活性的影响。通过X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、N2-吸附与脱附、光催化装置对其各项性能进行表征。所得结果为:制备的纳米带长度为几十纳米到几微米,宽度为50 nm-300 nm,具有很大长径比和很小的厚度,未经退火处理的纳米带保持单斜的H2Ti3O7晶相。经过热处理H2Ti3O7转变成了TiO2,当热处理温度低于700°C时,样品为锐钛矿相TiO2,当热处理温度升至800°C时,锐钛矿相开始向金红石相转变。通过透射电镜观察到热处理之后在TiO2纳米带表面上出现很多微孔,并且微孔的几何尺寸随着热处理温度的升高而变大。以紫外光为光源,甲基橙为目标降解物,评价了催化剂的光催化活性,实验表明,在600°C煅烧2.5 h和800°C煅烧1.5 h的样品对甲基橙降解有较好的光催化活性。通过二次水热的方法制备了Gd3+掺杂浓度不同（0、0.5、0.7、1.0、3.0、5.0及7.0wt%）的TiO2纳米带粉体,实验中讨论了掺杂浓度、二次水热温度及热处理对TiO2纳米带晶体结构、表面形貌及催化活性的影响。结果表明,Gd3+的掺杂没有影响样品的晶型结构,样品始终保持TiO2锐钛矿相,掺杂提高了样品的光催化活性,在Gd3+的掺杂浓度为5.0%时,光催化活性最高。随着二次水热温度升高,结晶度提高,光催化活性提高,对通过二次水热制备的样品进行热处理,样品的锐钛矿结构不变,结晶度提高,微观形貌发生改变,光催化活性显着提高。
白蕊,李巧玲,李建强,郝晏[9]（2010）在《纳米TiO2掺杂改性及应用的研究进展》文中进行了进一步梳理介绍了纳米TiO2的特性、光催化作用机理、制备、掺杂改性及其应用,并且指出了纳米TiO2的研究方向及存在的问题。
顾松涛[10]（2010）在《稀土—氮共掺杂TiO2的制备及其光催化性能研究》文中研究表明以TiO2为代表的半导体光催化氧化技术能在常温下利用光能氧化分解污染物,是具有广阔应用前景的治理环境污染的新技术。然而,TiO2的禁带宽度较大（Eg=3.2V）,只有在波长小于388nm的紫外光下,才能发生光催化反应。这意味着TiO2只能利用太阳光中的少量部分（约5%）,而在太阳光中占大多数的可见光（约45%）却无法利用。因此,扩展TiO2光响应范围,使其在太阳光照射下即能起催化降解有机物作用,具有重要的意义。通过查阅大量文献资料,在前人研究的基础上,本论文通过TiO2的掺杂改性,成功地提高了TiO2的光催化性能；另外,研究了合成催化剂在甲基橙溶液中的光催化降解过程,对光催化降解过程的动力学也进行了初步探讨。（1）溶胶-凝胶法制备氮镝共掺杂二氧化钛、氮掺杂二氧化钛、镝掺杂二氧化钛、纯二氧化钛。制备的纯TiO2、N掺杂TiO2、Dy掺杂TiO2、N、Dy共掺杂TiO2在450℃下煅烧,均表现出良好的结晶性,均为锐钛矿。N掺杂TiO2、Dy掺杂TiO2、N、Dy共掺杂TiO2具有比纯TiO2更小的粒径,N、Dy共掺杂TiO2的粒径最小,这说明N、Dy元素的掺杂抑制了晶粒的长大,且N、Dy元素能够起到协同作用,共同抑制二氧化钛晶粒的长大。随着热处理温度的升高,纯的TiO2在600℃主晶相已经变成了金红石相,但经过掺杂改性的TiO2在600℃时其主晶相仍然为锐钛矿相,这说明氮镝元素的掺杂能够抑制二氧化钛晶型的转变。氮镝元素的掺杂扩大了二氧化钛光催化剂的光响应范围,抑制了二氧化钛晶粒的长大,提高其在可见光范围内的光催化效率。当钛、氮和镝的摩尔比为1：2：0.5%时TiO2光催化活性最好（2）溶胶-凝胶法制备了氮钆共掺杂二氧化钛、氮掺杂二氧化钛、钆掺杂二氧化钛、纯二氧化钛。研究发现,制备样品在450℃下煅烧,其粒径均为纳米级。经过掺杂改性的纳米二氧化钛粒径比纯二氧化钛粒径更小,共掺杂改性的纳米二氧化钛粒径最小,这说明掺杂元素起到了抑制晶粒长大的作用,氮钆二种元素起到了良好的协同作用,能够共同抑制二氧化钛晶粒的长大。伴随热处理温度的升高,样品逐渐发生了晶型转变。在600℃时,纯的二氧化钛其主晶相已由原来的锐钛矿相转变为金红石相；氮钆共掺杂二氧化钛也已经出现了金红石相,但其主晶相仍然为锐钛矿相,这说明氮钆元素的掺杂起到了抑制晶相转变的作用。氮钆共掺杂二氧化钛同样发生了协同作用,共同提高二氧化钛光催化剂的活性。当钛、氮和钆的摩尔比为1：2：0.5%时,TiO2光催化活性最好。（3）氮钆共掺杂二氧化钛的光催化活性优于氮镝共掺杂二氧化钛光催化活性,这主要与钆元素的性质有关。
二、Gd~(3+)掺杂纳米TiO_2自然光催化降解甲基橙的研究（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、Gd~(3+)掺杂纳米TiO_2自然光催化降解甲基橙的研究（论文提纲范文）
（1）TiO2基和g-C3N4基复合材料的制备及其光催化降解有机污染物的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 有机污染物的概述 |
| 1.2.1 有机污染物的来源和危害 |
| 1.2.2 有机污染物的消除方法 |
| 1.3 光催化技术原理 |
| 1.3.1 光催化技术概述 |
| 1.3.2 光催化降解原理 |
| 1.4 TiO_2基光催化材料 |
| 1.4.1 TiO_2的结构和性质 |
| 1.4.2 TiO_2的改性研究 |
| 1.5 g-C_3N_4 基光催化材料 |
| 1.5.1 g-C_3N_4光催化剂简介 |
| 1.5.2 g-C_3N_4光催化剂改性方法 |
| 1.6 本文选题思路、研究内容及创新点 |
| 第二章 溶胶-水热法合成稀土离子改性TiO_2光催化剂降解有机污染物的机理及DFT研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验和计算细节 |
| 2.2.1 药品与仪器 |
| 2.2.2 样品制备 |
| 2.2.3 表征手段 |
| 2.2.4 催化剂的光催化活性测试 |
| 2.2.5 计算细节 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 催化剂的晶体结构和形貌分析 |
| 2.3.2 催化剂的XPS和EPR分析 |
| 2.3.3 催化剂的BET及孔径分布分析 |
| 2.3.4 催化剂的UV-vis DRS分析 |
| 2.3.5 催化剂的PL分析 |
| 2.3.6 催化剂的光催化活性测试 |
| 2.3.7 密度泛函理论(DFT)计算分析 |
| 2.3.8 催化剂的稳定性测试和光催化机理讨论 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 直接Z-型Sm-TiO_2/CNS异质结可见光驱动下催化降解有机污染物的性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品与仪器 |
| 3.2.2 样品制备 |
| 3.2.3 表征手段 |
| 3.2.4 催化剂的光催化活性测试 |
| 3.2.5 催化剂电化学阻抗测试 |
| 3.2.6 催化剂羟基荧光测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂的晶体结构和形貌分析 |
| 3.3.2 催化剂的XPS分析 |
| 3.3.3 催化剂的BET分析 |
| 3.3.4 催化剂的UV-vis DRS分析 |
| 3.3.5 催化剂的PL光谱分析 |
| 3.3.6 催化剂的EIS分析 |
| 3.3.7 催化剂的光催化活性测试 |
| 3.3.8 催化剂的稳定性测试 |
| 3.3.9 催化剂的羟基荧光测试和催化机理讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 CdS/Sm-TiO_2/CNS三元纳米复合催化剂的制备及其光催化性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品与仪器 |
| 4.2.2 样品制备 |
| 4.2.3 表征手段 |
| 4.2.4 催化剂的光催化活性测试 |
| 4.2.5 催化剂阻抗测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂的晶体结构和形貌分析 |
| 4.3.2 催化剂的XPS分析 |
| 4.3.3 催化剂的BET分析 |
| 4.3.4 催化剂的UV-vis DRS分析 |
| 4.3.5 催化剂的PL光谱分析 |
| 4.3.6 催化剂的EIS分析 |
| 4.3.7 催化剂的光催化活性测试 |
| 4.3.8 催化剂的稳定性测试和催化机理讨论 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（2）稀土掺杂纳米二氧化钛光催化剂的研究进展（论文提纲范文）
| 1 稀土掺杂提高纳米TiO2其光催化性能的机理 |
| 2 稀土元素单掺杂改性纳米TiO2的研究进展 |
| 2.1 镧掺杂 |
| 2.2 铈掺杂 |
| 2.3 铕掺杂 |
| 2.4 钆掺杂 |
| 2.5 其它稀土元素单掺杂 |
| 3 稀土元素与其他元素共掺杂的研究进展 |
| 3.1 非金属与稀土元素共掺杂的研究进展 |
| 3.2 金属与稀土元素共掺杂的研究进展 |
| 4 稀土与稀土元素共掺杂的研究进展 |
| 5 结论 |
（3）硫酸修饰金属氧化物改性二氧化钛降解罗丹明B研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 染料废水的特性 |
| 1.1.2 染料废水的来源及危害 |
| 1.2 染料废水的处理方法 |
| 1.2.1 物理法 |
| 1.2.2 生物法 |
| 1.2.3 化学法 |
| 1.3 纳米TIO2 光催化机理及影响因素 |
| 1.3.1 TiO_2的带隙激发和反应步骤 |
| 1.3.2 纳米TiO_2的晶型 |
| 1.3.3 纳米TiO_2的晶型转变 |
| 1.4 纳米TIO2改性方法 |
| 1.4.1 离子掺杂改性纳米TiO_2 |
| 1.4.2 纳米TiO_2的无机半导体的复合 |
| 1.4.3 纳米TiO_2尺寸 |
| 1.4.4 纳米TiO_2的表面修饰 |
| 1.5 纳米TIO2的制备方法 |
| 1.5.1 水热法制备纳米TiO_2 |
| 1.5.2 溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2 |
| 1.5.3 化学沉积法制备纳米TiO_2 |
| 1.5.4 固相法制备纳米TiO_2 |
| 1.6 二氧化钛的应用 |
| 1.6.1 在化工领域上的应用 |
| 1.6.2 在电极与电池领域上的应用 |
| 1.6.3 在环保领域上的应用 |
| 1.6.4 在水处理领域上的应用 |
| 1.7 本课题研究的主要内容及其创新点 |
| 第二章 硫酸修饰共结晶法制备金属掺杂纳米二氧化钛 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 化学试剂 |
| 2.1.3 纳米TiO_2/MxOy光催化剂的制备 |
| 2.1.3.1 制备TiO_2前躯体 |
| 2.1.3.2 共结晶法制备TiO_2/MxOy光催化剂 |
| 2.1.3.3 制备TiO_2/MxOy光催化剂 |
| 2.1.4 结构表征与TiO_2/MxOy光催化剂降解染料废水实验 |
| 2.1.4.1 TiO_2/MxOy光催化剂结构表征 |
| 2.1.4.2 TiO_2/MxOy光催化剂降解染料废水实验 |
| 2.2 硫酸对制备前驱体的影响 |
| 2.2.1 改性纳米TiO_2催化剂前躯体的制备 |
| 2.2.2 硫酸对制备前驱体的影响 |
| 2.2.2.1 硫酸浓度对共结晶法制备纳米TiO_2光催化剂前驱体的影响 |
| 2.2.2.2 硫酸酸化时间对共结晶法制备纳米TiO_2光催化剂前驱体的影响 |
| 2.2.2.3 硫酸酸化对纳米二氧化钛催化剂前驱体溶解度的影响 |
| 2.2.2.4 结晶温度对共结晶法制备纳米TiO_2光催化剂前驱体的影响 |
| 2.2.2.5 小结 |
| 2.3 金属改性二氧化钛的制备与表征分析 |
| 2.3.1 单组份金属掺杂纳米二氧化钛 |
| 2.3.1.1 锌离子掺杂 |
| 2.3.1.2 锆离子掺杂 |
| 2.3.1.3 锡离子掺杂图 |
| 2.3.1.4 铝离子掺杂 |
| 2.3.2 多组分 |
| 2.3.3 光催化降解实验 |
| 2.3.3.1 指示剂的选择 |
| 2.3.3.2 降解实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 水热法制备纳米二氧化钛催化剂 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 实验药品 |
| 3.1.2 实验仪器 |
| 3.1.3 纳米TiO_2的制备 |
| 3.1.3.1 TiCl4溶液的配制 |
| 3.1.3.2 纳米TiO_2的制备 |
| 3.1.3.3 改性纳米TiO_2的制备 |
| 3.1.3.4 光催化降解实验 |
| 3.1.4 光催化剂表征方法 |
| 3.1.4.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 3.1.4.2 紫外-可见吸收光谱 |
| 3.2 水热法制备纳米TIO2 |
| 3.2.1 水热温度时间的确定 |
| 3.2.2 掺杂金属改性纳米TiO_2 |
| 3.2.3 酸化表面修饰纳米TiO_2 |
| 3.2.4 添加模板剂制备纳米TiO_2 |
| 3.2.5 光解催化降解罗丹明B |
| 3.2.5.1 掺杂金属改性纳米TiO_2降解罗丹明B |
| 3.2.5.2 硫酸表面修饰纳米TiO_2降解罗丹明B |
| 3.2.5.3 添加模板剂纳米TiO_2降解罗丹明B |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 攻读硕士期间发表的学术论文 |
（4）稀土掺杂CaF2基上转换光催化材料制备及降解有机污染物研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 稀土上转换发光特性及其基质材料 |
| 1.2.1 稀土上转换发光特性 |
| 1.2.2 稀土上转换发光基质材料 |
| 1.3 稀土掺杂CaF_2上转换发光材料的研究现状 |
| 1.4 稀土上转换发光材料在光催化中的研究现状 |
| 1.4.1 TiO_2上转换光催化材料 |
| 1.4.2 铋系半导体上转换光催化材料 |
| 1.5 上转换光催化材料中异质结构的构成方法 |
| 1.5.1 稀土掺杂氟化物与两种半导体结合 |
| 1.5.2 稀土掺杂同素异构体型半导体 |
| 1.5.3 稀土掺杂半导体与另一种半导体结合 |
| 1.6 铁氧体负载半导体光催化材料和稀土掺杂氟化物的研究现状 |
| 1.6.1 铁氧体负载半导体光催化材料的研究现状 |
| 1.6.2 铁氧体负载稀土掺杂氟化物的研究现状 |
| 1.7 半导体光催化材料在有机废水处理中的研究现状 |
| 1.8 课题研究意义与主要内容 |
| 1.8.1 课题研究目的和意义 |
| 1.8.2 研究内容 |
| 1.8.3 技术路线 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验主要试剂及仪器设备 |
| 2.1.1 实验主要试剂及药品 |
| 2.1.2 实验主要仪器设备 |
| 2.2 上转换光催化材料的表征 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.2.2 扫描电镜(SEM)及其能谱(EDS)分析 |
| 2.2.3 透射电镜(TEM )及其能谱(EDS)分析 |
| 2.2.4 X射线光电子能谱 (XPS)分析 |
| 2.2.5 紫外-可见-近红外漫反射光谱 (DRS)分析 |
| 2.2.6 上转换发光性能分析 |
| 2.2.7 上转换荧光寿命分析 |
| 2.2.8 荧光光谱(PL)分析 |
| 2.2.9 电子顺磁共振 (ESR)分析 |
| 2.2.10 比表面积(BET)分析 |
| 2.2.11 磁性能分析 |
| 2.3 光催化性能测试 |
| 第三章 Er~(3+)/ Yb~(3+)-(CaF_2/TiO_2)双活性核壳型上转换光催化材料的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 Er~(3+)/Yb~(3+)-(CaF_2/TiO_2)的制备 |
| 3.2.2 Er~(3+)/Yb~(3+)-(CaF_2/TiO_2)的表征和光催化性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 形貌分析 |
| 3.3.3 能谱分析 |
| 3.3.4 紫外-可见-近红外吸收光谱 |
| 3.3.5 上转换发光性能 |
| 3.3.6 光催化降解性能 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 Er~(3+)/Tm~(3+)/Yb~(3+)-(CaTi O_3/CaF_2/TiO_2)异质结构上转换光催化材料的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 棉花模板型CaTiO_3的制备 |
| 4.2.2 Er~(3+)/Tm~(3+)/ Yb~(3+)-(CaTiO_3/CaF_2/TiO_2)的制备 |
| 4.2.3 Er~(3+)/Tm~(3+)/ Yb~(3+)-(CaTiO_3/CaF_2/TiO_2)的表征和光催化性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 XRD分析 |
| 4.3.2 形貌分析 |
| 4.3.3 能谱分析 |
| 4.3.4 紫外-可见-近红外吸收光谱 |
| 4.3.5 上转换发光性能 |
| 4.3.6 光催化降解性能 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 Er~(3+)/Tm~(3+)/Yb~(3+)-(CaWO_4/TiO_2/CaF_2)异质结构上转换光催化材料的制备及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 CaWO_4的制备 |
| 5.2.2 Er~(3+)/Tm~(3+)/ Yb~(3+)-(CaWO_4/TiO_2/CaF_2)的制备 |
| 5.2.3 Er~(3+)/Tm~(3+)/ Yb~(3+)-(CaWO_4/TiO_2/CaF_2)的表征和光催化性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 XRD分析 |
| 5.3.2 形貌分析 |
| 5.3.3 能谱分析 |
| 5.3.4 紫外-可见-近红外吸收光谱 |
| 5.3.5 上转换发光性能 |
| 5.3.6 光催化降解性能 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 Er~(3+)/Tm~(3+)/Yb~(3+)-CaF_2/Bi VO_4上转换光催化材料的制备及性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 Er~(3+)/Tm~(3+)/ Yb~(3+)-CaF_2的制备 |
| 6.2.2 Er~(3+)/Tm~(3+)/ Yb~(3+)-CaF_2/Bi VO_4的制备 |
| 6.2.3 Er~(3+)/Tm~(3+)/ Yb~(3+)-CaF_2/Bi VO_4的表征和光催化性能测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 XRD分析 |
| 6.3.2 形貌分析 |
| 6.3.3 能谱分析 |
| 6.3.4 紫外-可见-近红外吸收光谱 |
| 6.3.5 上转换发光性能 |
| 6.3.6 光催化降解性能 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 Er~(3+)/Tm~(3+)/Yb~(3+)-(CaF_2/Zn Fe_2O_4/Zn O)磁性上转换光催化材料的制备及性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 复合铁氧体的制备 |
| 7.2.2 电镀废水中金属氧化物光催化材料的选择 |
| 7.2.3 Er~(3+)/Tm~(3+)/ Yb~(3+)-(CaF_2/Zn Fe_2O_4/Zn O)的制备 |
| 7.2.4 Er~(3+)/Tm~(3+)/ Yb~(3+)-(CaF_2/Zn Fe_2O_4/Zn O)的表征和光催化性能测试 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 XRD分析 |
| 7.3.2 磁性能分析 |
| 7.3.3 形貌分析 |
| 7.3.4 能谱分析 |
| 7.3.5 紫外-可见-近红外吸收光谱 |
| 7.3.6 上转换发光性能 |
| 7.3.7 光催化降解性能 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（5）双稀土掺杂TiO2光催化剂的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 掺杂改性纳米 TiO_2光催化效率的机理 |
| 1.1.1 纯 TiO_2的光催化机理 |
| 1.1.2 掺杂后的光催化机理 |
| 1.2 TiO_2光催化剂活性的影响因素 |
| 1.2.1 晶体结构 |
| 1.2.2 粒径 |
| 1.2.3 羟基数量 |
| 1.2.4 其他因素 |
| 1.3 单元素掺杂的研究进展 |
| 1.3.1 过渡金属掺杂 |
| 1.3.2 非金属掺杂 |
| 1.3.3 稀土单掺杂 TiO2的研究进展 |
| 1.3.3.1 镧掺杂 |
| 1.3.3.2 铈掺杂 |
| 1.3.3.3 钆掺杂 |
| 1.3.3.4 其他稀土元素掺杂 |
| 1.4 双元素掺杂的研究现状 |
| 1.4.1 稀土元素与金属元素共掺杂 |
| 1.4.2 稀土元素与非金属元素共掺杂 |
| 1.4.3 稀土元素与稀土元素共掺杂 |
| 1.5 掺杂方法研究进展 |
| 1.5.1 溶胶-凝胶法 |
| 1.5.2 水热法 |
| 1.5.3 模板法 |
| 1.5.4 阳极氧化法 |
| 1.5.5 微乳液法 |
| 1.6 二氧化钛半导体光催化剂的应用 |
| 1.6.1 废水处理 |
| 1.6.2 空气净化 |
| 1.6.3 抗菌杀菌 |
| 1.6.4 防雾、自清洁 |
| 1.6.5 光催化合成 |
| 1.7 课题的意义与实施方案 |
| 1.7.1 课题背景与意义 |
| 1.7.2 课题方案设计 |
| 第二章 溶胶凝胶法 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 主要实验仪器与化学试剂 |
| 2.1.2 光催化剂的制备 |
| 2.1.3 光催化性能实验 |
| 2.1.4 其他表征方法 |
| 2.2 实验结果与分析 |
| 2.2.1 单稀土元素掺杂结果与分析 |
| 2.2.1.1 镧元素单掺杂 |
| 2.2.1.2 钆元素单掺杂 |
| 2.2.2 双稀土元素掺杂结果与分析 |
| 2.2.2.1 SEM 及 TEM 分析 |
| 2.2.2.2 XRD 分析 |
| 2.2.2.3 Raman 分析 |
| 2.2.2.4 紫外漫反射分析 |
| 2.2.2.5 光催化活性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 模板法 |
| 3.1 P123 模板法 |
| 3.1.1 实验部分 |
| 3.1.1.1 主要实验仪器与化学试剂 |
| 3.1.1.2 光催化剂的制备 |
| 3.1.1.3 光催化测试 |
| 3.1.1.4 其他表征方法 |
| 3.1.2 实验结果与分析 |
| 3.1.2.1 SEM 分析 |
| 3.1.2.2 TEM 分析 |
| 3.1.2.3 XRD 分析 |
| 3.1.2.4 Raman 分析 |
| 3.1.2.5 紫外漫反射分析 |
| 3.1.2.6 PL 分析 |
| 3.1.2.7 光催化活性分析 |
| 3.1.3 P123 模板法小结 |
| 3.2 尿素模板法 |
| 3.2.1 实验部分 |
| 3.2.1.1 主要实验仪器与化学试剂 |
| 3.2.1.2 光催化剂的制备 |
| 3.2.1.3 光催化测试 |
| 3.2.1.4 其他表征方法 |
| 3.2.2 实验结果与分析 |
| 3.2.2.1 SEM 分析 |
| 3.2.2.2 TEM 分析 |
| 3.2.2.3 XRD 分析 |
| 3.2.2.4 紫外漫反射分析 |
| 3.2.2.5 光催化活性分析 |
| 3.2.3 尿素模板法小结 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 水热法 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 主要实验仪器与化学试剂 |
| 4.1.2 光催化剂的制备 |
| 4.1.3 光催化测试 |
| 4.1.4 其他表征方法 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.2.1 SEM 及 TEM 分析 |
| 4.2.2 XRD 分析 |
| 4.2.3 Raman 分析 |
| 4.2.4 紫外漫反射分析 |
| 4.2.5 XPS 分析 |
| 4.2.6 光催化活性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论及展望 |
| 5.1 主要工作及结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表或录用的论文及申请的专利 |
| 附件 |
（6）稀土掺杂二氧化钛光催化剂的研究进展（论文提纲范文）
| 1 掺杂改性纳米TiO2光催化效率的机理 |
| 1.1 纳米TiO2的光催化机理 |
| 1.2 掺杂后的光催化机理 |
| (1) 造成晶格缺陷和晶格畸变, 增加氧空位 |
| (2) 形成捕获中心, 抑制光生电子和空穴复合 |
| (3) 形成掺杂能级, 降低TiO2的带隙 |
| 2 稀土元素单掺杂的研究进展 |
| 2.1 镧掺杂 |
| 2.2 铈掺杂 |
| 2.3 钆掺杂 |
| 2.4 其他稀土元素掺杂 |
| 3 稀土与其他元素共掺杂的研究现状 |
| 3.1 金属与稀土元素共掺杂 |
| 3.2 非金属与稀土元素共掺杂 |
| 4 稀土元素与稀土元素共掺杂 |
| 5 结语 |
（7）TiO2纳米管阵列薄膜的制备及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TiO_2半导体的光催化原理 |
| 1.2.1 TiO_2光催化剂的晶体结构 |
| 1.2.2 TiO_2的光催化反应机理 |
| 1.3 TiO_2纳米管的制备技术 |
| 1.3.1 模板法 |
| 1.3.2 水热合成法 |
| 1.3.3 阳极氧化法 |
| 1.4 影响 TiO_2光催化活性的因素 |
| 1.4.1 TiO_2晶相结构的影响 |
| 1.4.2 晶粒尺寸的影响 |
| 1.4.3 光的影响 |
| 1.4.4 溶液的 pH 值的影响 |
| 1.4.5 其他因素的影响 |
| 1.5 TiO_2光催化剂的掺杂改性 |
| 1.5.1 贵金属沉积 |
| 1.5.2 半导体复合 |
| 1.5.3 离子掺杂 |
| 1.5.4 表面光敏化 |
| 1.5.5 表面螯合及衍生作用 |
| 1.6 TiO_2光催化剂的应用 |
| 1.6.1 TiO_2光催化剂在环境污染方面的应用 |
| 1.6.2 太阳能电池 |
| 1.7 本课题研究的意义和主要内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验所用仪器 |
| 2.2 实验内容 |
| 2.2.1 阳极氧化法制备 TiO_2纳米管阵列 |
| 2.2.2 光催化反应装置 |
| 2.2.3 光催化剂的测试与表征 |
| 3 TiO_2纳米管的制备、表征及光催化活性研究 |
| 3.1 TiO_2纳米管阵列的形貌分析 |
| 3.1.1 SEM 分析 |
| 3.1.2 XRD 分析 |
| 3.2 制备参数对 TiO_2纳米管形貌的影响 |
| 3.2.1 阳极氧化电压 |
| 3.2.2 电解液温度的影响 |
| 3.2.3 电解液 F-浓度的影响 |
| 3.2.4 退火温度的影响 |
| 3.4 TiO_2纳米管形成机理探讨 |
| 3.5 TiO_2纳米管阵列薄膜的光催化活性研究 |
| 3.5.1 不同氧化电压制备 TiO_2纳米管的光催化性能 |
| 3.5.2 不同电解液温度制备 TiO_2纳米管的光催化性能 |
| 3.5.3 不同 F-浓度制备 TiO_2纳米管的光催化性能 |
| 3.5.4 退火温度对 TiO_2纳米管的光催化性能的影响 |
| 3.5.5 甲基橙溶液的初始浓度对 TiO_2光催化活性影响 |
| 3.5.7 甲基橙溶液初始 pH 值的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 稀土离子掺杂 TiO_2纳米管薄膜的制备、表征及其光催化性能研究 |
| 4.1 稀土氧化物的光催化理论基础 |
| 4.2 稀土离子掺杂 TiO_2纳米管光催化降解有机物的机理分析 |
| 4.3 不同稀土离子掺杂的 TiO_2纳米管的光催化活性及其表征 |
| 4.3.1 Ce~(3+)和 Gd~(3+)掺杂 TiO_2纳米管的光催化活性 |
| 4.3.2 稀土离子掺杂的 TiO_2纳米管的表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 论文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 在攻读硕士期间发表的学术论文 |
（8）TiO2纳米带的制备、改性及其光催化性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 光催化氧化的概述 |
| 1.1.2 Ti0_2 光催化基本原理 |
| 1.2 Ti0_2 纳米光催化材料 |
| 1.2.1 Ti0_2 的晶体结构 |
| 1.2.2 纳米材料的基本性质 |
| 1.2.3 光催化技术的一般特点 |
| 1.2.4 纳米光催化技术的特点 |
| 1.2.5 纳米Ti0_2 光催化剂的研究进展 |
| 1.3 改善纳米Ti0_2 光催化性能的途径 |
| 1.3.1 半导体复合 |
| 1.3.2 贵金属沉积 |
| 1.3.3 离子掺杂 |
| 1.3.4 光敏化 |
| 1.3.5 其它改善 Ti0_2 光催化性能的途径 |
| 1.4 一维Ti0_2 纳米材料研究进展 |
| 1.5 选题的意义及研究的主要内容 |
| 1.5.1 选题的意义 |
| 1.5.2 研究的主要内容 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验药品与仪器 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 表征方法 |
| 2.2.1 XRD 分析 |
| 2.2.2 TEM 分析 |
| 2.2.3 BET 分析 |
| 2.2.4 紫外-可见漫反射(UV-vis)分析 |
| 2.2.5 光催化性能的表征 |
| 第3章 Ti0_2纳米带的制备、表征及光催化性能研究 |
| 3.1 Ti0_2 纳米带的制备 |
| 3.2 不同的水热温度对纳米带的相结构及微观形貌的影响 |
| 3.2.1 样品的X 射线衍射分析 |
| 3.2.2 样品的TEM 图像分析 |
| 3.3 热处理温度对Ti0_2 纳米带的结构、性质及光催化性能的影响 |
| 3.3.1 样品的X 射线衍射分析 |
| 3.3.2 样品的TEM 图像分析 |
| 3.3.3 样品的紫外-可见漫反射图谱分析 |
| 3.3.4 样品的光催化活性表征 |
| 3.3.5 样品的比表面积分析 |
| 3.4 煅烧时间对Ti0_2 纳米带的结构、性质及光催化性能的影响 |
| 3.4.1 样品的XRD 表征 |
| 3.4.2 样品的TEM 图像分析 |
| 3.4.3 样品的光催化活性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Gd~(3+)掺杂的 Ti0_2纳米带光催化剂的制备、表征及其光催化性能的研究 |
| 4.1 Gd~(3+)掺杂的Ti0_2 纳米带光催化剂的制备 |
| 4.2 Gd~(3+)掺杂浓度对Ti0_2 纳米带的结构、性质及光催化性能的影响 |
| 4.2.1 样品的X 射线衍射分析 |
| 4.2.2 样品的紫外-可见漫反射图谱分析 |
| 4.2.3 样品的光催化活性表征 |
| 4.3 二次水热温度对Ti0_2 纳米带的结构、性质及光催化性能的影响 |
| 4.3.1 X 射线衍射（XRD）表征 |
| 4.3.2 TEM 图像分析 |
| 4.3.3 样品的光催化活性表征 |
| 4.4 热处理对Ti0_2 纳米带性能的影响 |
| 4.4.1 热处理对不同Gd~(3+)浓度掺杂的Ti0_2 纳米带的结构、性质及光催化性能的影响 |
| 4.4.2 热处理对不同二次水热温度下制备的Ti0_2 纳米带的结构、性质及光催化性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 攻读硕士期间已发表及待发表的文章 |
（10）稀土—氮共掺杂TiO2的制备及其光催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二氧化钛半导体光催化研究 |
| 1.2.1 二氧化钛的基本性质 |
| 1.2.2 二氧化钛的光催化的基本原理 |
| 1.2.3 影响二氧化钛光催化性能的主要因素 |
| 1.2.3.1 晶体结构的影响 |
| 1.2.3.2 TiO_2颗粒粒径的影响 |
| 1.2.3.3 光源和光强的影响 |
| 1.2.3.4 外加催化剂 |
| 1.2.3.5 氧气在光催化反应中的作用 |
| 1.2.3.6 其他因素的影响 |
| 1.2.4 纳米二氧化钛的制备 |
| 1.2.4.1 物理法制备纳米二氧化钛粉体 |
| 1.2.4.2 化学法备纳米二氧化钛粉体 |
| 1.2.5 纳米二氧化钛的改性 |
| 1.2.5.1 贵金属沉积 |
| 1.2.5.2 金属离子掺杂 |
| 1.2.5.3 非金属离子掺杂 |
| 1.2.5.4 半导体复合 |
| 1.2.5.5 金属-非金属离子共掺杂改性 |
| 1.2.5.6 超强酸化 |
| 1.3 TiO_2光催化剂的应用 |
| 1.3.1 防雾与自清洁涂层 |
| 1.3.2 空气净化 |
| 1.3.3 抗菌材料 |
| 1.4 课题的提出及其意义 |
| 2 N、Dy共掺杂改性纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究 |
| 引言 |
| 2.1 主要实验药品及仪器 |
| 2.1.1 主要实验药品 |
| 2.1.2 主要实验仪器 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 制备方法 |
| 2.2.2 催化剂的物理表征 |
| 2.2.2.1 X-射线衍射(XRD) |
| 2.2.2.2 紫外-可见吸收光谱 |
| 2.2.2.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.2.4 光催化降解试验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 XRD分析 |
| 2.3.1.1 掺杂元素的影响 |
| 2.3.1.2 煅烧温度的影响 |
| 2.3.2 SEM分析 |
| 2.3.3 Uv-vis分析 |
| 2.3.4 光催化降解试验 |
| 2.3.4.1 掺杂元素对光催化性能的影响 |
| 2.3.4.2 元素掺杂比例对光催化性能的影响 |
| 2.3.4.3 煅烧温度对光催化性能的影响 |
| 2.4 小结 |
| 3 N、Gd共掺杂改性纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究 |
| 引言 |
| 3.1 主要实验药品及仪器 |
| 3.1.1 主要实验药品 |
| 3.1.2 主要仪器设备 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 制备方法 |
| 3.2.2 表征方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.1.1 掺杂元素的影响 |
| 3.3.1.2 煅烧温度的影响 |
| 3.3.2 Uv-vis分析 |
| 3.3.3 光催化降解试验 |
| 3.3.3.1 掺杂元素对光催化性能的影响 |
| 3.3.3.2 元素掺杂比例对光催化性能的影响 |
| 3.3.3.3 煅烧温度对光催化性能的影响 |
| 3.4 小结 |
| 4 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 发表的学术论文 |
四、Gd~(3+)掺杂纳米TiO_2自然光催化降解甲基橙的研究（论文参考文献）
- [1]TiO2基和g-C3N4基复合材料的制备及其光催化降解有机污染物的性能研究[D]. 李菊. 广西大学, 2021(12)
- [2]稀土掺杂纳米二氧化钛光催化剂的研究进展[J]. 王新海,马瑾. 化学工程师, 2019(08)
- [3]硫酸修饰金属氧化物改性二氧化钛降解罗丹明B研究[D]. 温宇. 大连工业大学, 2018(08)
- [4]稀土掺杂CaF2基上转换光催化材料制备及降解有机污染物研究[D]. 黄寿强. 上海交通大学, 2015(02)
- [5]双稀土掺杂TiO2光催化剂的制备及性能研究[D]. 柴瑜超. 上海交通大学, 2014(06)
- [6]稀土掺杂二氧化钛光催化剂的研究进展[J]. 柴瑜超,林琳,赵斌,何丹农. 材料导报, 2013(01)
- [7]TiO2纳米管阵列薄膜的制备及其光催化性能研究[D]. 李海雷. 中国海洋大学, 2012(02)
- [8]TiO2纳米带的制备、改性及其光催化性能的研究[D]. 朱林. 中国海洋大学, 2011(04)
- [9]纳米TiO2掺杂改性及应用的研究进展[J]. 白蕊,李巧玲,李建强,郝晏. 化学工业与工程技术, 2010(05)
- [10]稀土—氮共掺杂TiO2的制备及其光催化性能研究[D]. 顾松涛. 中国海洋大学, 2010(02)