| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 1 引言 | 第14-16页 |
| 2 文献综述 | 第16-37页 |
| 2.1 TiO_2的结构 | 第17-20页 |
| 2.1.1 TiO_2的晶体结构 | 第17-18页 |
| 2.1.2 TiO_2半导体的能级结构 | 第18-20页 |
| 2.2 TiO_2的光催化作用 | 第20-24页 |
| 2.2.1 光催化基本原理 | 第20-22页 |
| 2.2.2 影响光催化效果的因素 | 第22-23页 |
| 2.2.3 二氧化钛光催化存在的问题 | 第23-24页 |
| 2.3 提高TiO_2光催化效率的方法 | 第24-31页 |
| 2.3.1 金属离子掺杂 | 第24-27页 |
| 2.3.2 非金属离子掺杂 | 第27-29页 |
| 2.3.3 稀土-非金属离子共掺杂 | 第29-30页 |
| 2.3.4 半导体复合 | 第30-31页 |
| 2.4 二氧化钛的制备方法 | 第31-33页 |
| 2.4.1 水热合成法 | 第31页 |
| 2.4.2 溶胶-凝胶法 | 第31-32页 |
| 2.4.3 均匀沉淀法 | 第32页 |
| 2.4.4 微乳液法 | 第32-33页 |
| 2.5 粉末型二氧化钛的固定及回收回用 | 第33-35页 |
| 2.5.1 载体固定 | 第33-34页 |
| 2.5.2 絮凝回收 | 第34-35页 |
| 2.6 应用瓶颈 | 第35页 |
| 2.7 论文主要研究内容 | 第35-37页 |
| 3 实验材料与方法 | 第37-46页 |
| 3.1 实验材料和仪器设备 | 第37-38页 |
| 3.2 表征方法 | 第38-42页 |
| 3.2.1 X-射线衍射(XRD) | 第38-39页 |
| 3.2.2 冷场发射扫描电子显微镜(FE-SEM) | 第39-40页 |
| 3.2.3 高分辨透射电子显微镜(HRTEM) | 第40页 |
| 3.2.4 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis) | 第40-41页 |
| 3.2.5 X-射线光电子能谱(XPS) | 第41页 |
| 3.2.6 红外光谱(FT-IR) | 第41页 |
| 3.2.7 荧光光谱(PL) | 第41-42页 |
| 3.2.8 电化学性能测试----电化学阻抗谱(EIS) | 第42页 |
| 3.3 光催化剂合成及光催化性能测试方法 | 第42-44页 |
| 3.3.1 光催化剂合成方法 | 第42-43页 |
| 3.3.2 光催化性能评价方法 | 第43-44页 |
| 3.4 稀土改性光催化剂的絮凝回收 | 第44-46页 |
| 3.4.1 絮凝剂的制备 | 第44页 |
| 3.4.2 絮凝回收方法 | 第44-46页 |
| 4 RE-TiO_2纳米材料的制备与性能研究 | 第46-68页 |
| 4.1 引言 | 第46页 |
| 4.2 光催化剂的制备 | 第46-48页 |
| 4.2.1 典型合成过程 | 第46-47页 |
| 4.2.2 稀土掺杂系列二氧化钛的制备 | 第47-48页 |
| 4.3 实验结果与讨论 | 第48-59页 |
| 4.3.1 掺杂稀土元素种类对TiO_2晶体结构的影响 | 第48-52页 |
| 4.3.2 不同稀土元素掺杂对TiO_2形貌的影响 | 第52-54页 |
| 4.3.3 稀土元素在TiO_2中存在形式的研究 | 第54-55页 |
| 4.3.4 不同稀土元素掺杂对TiO_2光吸收性能的影响研究 | 第55-58页 |
| 4.3.5 不同稀土元素掺杂对TiO_2成键情况的影响 | 第58-59页 |
| 4.4 光催化性能研究 | 第59-67页 |
| 4.4.1 最佳掺杂量的选择 | 第60-64页 |
| 4.4.2 最佳掺杂元素的选择 | 第64-66页 |
| 4.4.3 最佳条件下可见光催化实验 | 第66-67页 |
| 4.5 本章小结 | 第67-68页 |
| 5 Eu-Y共掺杂TiO_2纳米材料的制备与性能 | 第68-78页 |
| 5.1 引言 | 第68页 |
| 5.2 Eu-Y共掺杂TiO_2光催化剂的制备 | 第68页 |
| 5.3 实验结果与讨论 | 第68-77页 |
| 5.3.1 温度和掺杂元素配比对TiO_2相组成的影响 | 第68-71页 |
| 5.3.2 Eu-Y共掺杂TiO_2的微观结构分析 | 第71-73页 |
| 5.3.3 Eu-Y共掺杂TiO_2光吸收性能研究 | 第73-74页 |
| 5.3.4 Eu和Y配比不同对TiO_2荧光性能的影响 | 第74页 |
| 5.3.5 Eu和Y配比对共掺杂TiO_2成键情况的影响 | 第74-75页 |
| 5.3.6 光催化结果与分析 | 第75-77页 |
| 5.4 本章小结 | 第77-78页 |
| 6 RE-B共掺杂TiO_2纳米材料的制备与性能 | 第78-92页 |
| 6.1 引言 | 第78页 |
| 6.2 RE-B共掺杂TiO_2光催化剂的制备 | 第78-79页 |
| 6.3 实验结果与讨论 | 第79-90页 |
| 6.3.1 RE-B共掺杂对TiO_2晶体结构的影响 | 第79-81页 |
| 6.3.2 RE-B-TiO_2在场发射扫描电子显微镜下的形貌观察研究 | 第81-82页 |
| 6.3.3 RE-B-TiO_2基于透射电子显微镜的结构研究 | 第82-84页 |
| 6.3.4 RE-B-TiO_2表面元素及键结构分析研究 | 第84-87页 |
| 6.3.5 RE-B-TiO_2的光吸收性能分析 | 第87-88页 |
| 6.3.6 RE-B共掺杂对TiO_2荧光性能的影响 | 第88-89页 |
| 6.3.7 光催化结果与分析 | 第89-90页 |
| 6.4 本章小结 | 第90-92页 |
| 7 La-F共掺杂TiO_2纳米材料的制备与性能 | 第92-108页 |
| 7.1 引言 | 第92页 |
| 7.2 La-F共掺杂光催化剂的制备 | 第92页 |
| 7.3 实验结果与讨论 | 第92-106页 |
| 7.3.1 La-F共掺对TiO_2晶体结构的影响 | 第92-94页 |
| 7.3.2 基于场发射扫描电子显微镜的微观形貌分析 | 第94-96页 |
| 7.3.3 透射电子显微镜下La-F-TiO_2的微观形貌分析 | 第96-98页 |
| 7.3.4 基于X射线光电子能谱的键结构分析 | 第98-99页 |
| 7.3.5 La-F共掺杂对TiO_2光吸收性能的影响 | 第99-101页 |
| 7.3.6 La-F的掺杂量对TiO_2荧光性能的影响 | 第101页 |
| 7.3.7 La-F-TiO_2对不同污染物的降解研究 | 第101-106页 |
| 7.4 本章小结 | 第106-108页 |
| 8 电化学法研究La-F两步共掺杂纳米TiO_2的催化机理 | 第108-125页 |
| 8.1 掺杂改性TiO_2电极的制备及研究方法 | 第109-110页 |
| 8.1.1 La掺杂及两步共掺杂TiO_2光催化剂的制备 | 第109页 |
| 8.1.2 La掺杂改性TiO_2电极的制备 | 第109页 |
| 8.1.3 电化学测试方法 | 第109-110页 |
| 8.2 实验结果与讨论 | 第110-124页 |
| 8.2.1 La-F两步共掺杂对TiO_2相结构的影响 | 第110-111页 |
| 8.2.2 La-F两步共掺杂TiO_2的形貌分析 | 第111-112页 |
| 8.2.3 La-F两步共掺杂TiO_2表面元素分析 | 第112-114页 |
| 8.2.4 La-F两步共掺杂对TiO_2光吸收性能的影响 | 第114-115页 |
| 8.2.5 两步共掺杂样品的光催化性能研究 | 第115-117页 |
| 8.2.6 掺杂TiO_2电极的交流阻抗 | 第117-120页 |
| 8.2.7 平带电势及载流子浓度的测定 | 第120-122页 |
| 8.2.8 稀土掺杂二氧化钛机理解释 | 第122-124页 |
| 8.3 本章小结 | 第124-125页 |
| 9 絮凝回收稀土改性二氧化钛基础研究 | 第125-136页 |
| 9.1 前言 | 第125-126页 |
| 9.2 絮凝剂的制备 | 第126页 |
| 9.3 絮凝法回收光催化剂 | 第126-129页 |
| 9.3.1 絮凝实验中浊度的测定 | 第126-127页 |
| 9.3.2 絮凝剂投加量的确定 | 第127-128页 |
| 9.3.3 絮凝回收光催化剂重复利用的方法 | 第128-129页 |
| 9.4 结果与讨论 | 第129-135页 |
| 9.4.1 絮凝剂投加量与剩余浊度的关系 | 第129页 |
| 9.4.2 光催化剂絮凝回收及寿命评价 | 第129-132页 |
| 9.4.3 回用对光催化剂形貌的影响 | 第132-135页 |
| 9.5 本章小结 | 第135-136页 |
| 10 结论 | 第136-138页 |
| 参考文献 | 第138-151页 |
| 作者简历及在学研究成果 | 第151-152页 |
