| 中文摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第13-33页 |
| 1.1 半导体光催化研究背景 | 第13-19页 |
| 1.1.1 TiO_2半导体光催化材料的发展历程 | 第13-15页 |
| 1.1.2 TiO_2光催化材料用于水处理的研究概述 | 第15-16页 |
| 1.1.3 半导体光催化原理 | 第16-19页 |
| 1.1.4 TiO_2应用于光催化领域的不足 | 第19页 |
| 1.2 纳米 TiO_2特性及制备研究概述 | 第19-23页 |
| 1.2.1 TiO_2物理化学及晶体学特性 | 第19-21页 |
| 1.2.2 纳米 TiO_2制备研究概述 | 第21-23页 |
| 1.3 改性-复合纳米光催化 TiO_2研究概述 | 第23-29页 |
| 1.3.1 TiO_2催化活性影响因素 | 第23-24页 |
| 1.3.1.1 晶型影响 | 第23页 |
| 1.3.1.2 晶格缺陷影响 | 第23页 |
| 1.3.1.3 比表面积的影响 | 第23-24页 |
| 1.3.1.4 晶粒尺寸的影响 | 第24页 |
| 1.3.1.5 其他影响因素 | 第24页 |
| 1.3.2 表面-晶面改性 | 第24-26页 |
| 1.3.2.1 晶型组成 | 第24-25页 |
| 1.3.2.2 表面改性 | 第25页 |
| 1.3.2.3 高能晶面 | 第25-26页 |
| 1.3.3 掺杂-缺陷机制改性 | 第26-29页 |
| 1.3.3.1 离子掺杂 | 第26-27页 |
| 1.3.3.2 非金属原子掺杂 | 第27页 |
| 1.3.3.3 共掺杂 | 第27-28页 |
| 1.3.3.4 复合半导体掺杂 | 第28页 |
| 1.3.3.5 掺杂改性对光催化性能的影响方式 | 第28-29页 |
| 1.3.4 其他手段 | 第29页 |
| 1.4 二氧化钛催化材料研究热点 | 第29-30页 |
| 1.5 本论文的主要内容和研究意义 | 第30-31页 |
| 1.6 论文创新点 | 第31-33页 |
| 第2章 水热法合成一维 TiO_2光催化材料 | 第33-55页 |
| 2.1 引言 | 第33-34页 |
| 2.2 实验部分 | 第34-40页 |
| 2.2.1 仪器与试剂 | 第34页 |
| 2.2.2 一维 TiO_2的水热合成 | 第34-35页 |
| 2.2.3 合成产物表征手段 | 第35-39页 |
| 2.2.3.1 X 射线粉末衍射 (XRD) | 第35页 |
| 2.2.3.2 拉曼光谱 (Raman) | 第35-36页 |
| 2.2.3.3 固体-紫外红外漫反射吸收光谱 (UV-DRS) | 第36-37页 |
| 2.2.3.4 扫描电子显微镜 (SEM) | 第37页 |
| 2.2.3.5 高分辨透射电子显微镜 (HRTEM) 和电子选区衍射分析 (SAED) | 第37-38页 |
| 2.2.3.6 X 射线光电子能谱分析 (XPS) | 第38-39页 |
| 2.2.4 光催化降解 | 第39-40页 |
| 2.2.4.1 催化反应 | 第39-40页 |
| 2.2.4.2 分光光度计 | 第40页 |
| 2.3 结果与讨论 | 第40-54页 |
| 2.3.1 X 射线粉末衍射分析 (XRD) | 第40-41页 |
| 2.3.2 拉曼光谱 (Raman) 表征 | 第41-42页 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜分析 (SEM) | 第42-43页 |
| 2.3.4 高分辨透射电子显微镜 (HRTEM) 和电子选区衍射 (SAED) 分析 | 第43页 |
| 2.3.5 紫外-红外漫反射光谱 (UV-DRS) 表征 | 第43-45页 |
| 2.3.5.1 紫外-红外漫反射光谱 (UV-DRS) | 第43-44页 |
| 2.3.5.2 禁带计算 (K-M 函数) | 第44-45页 |
| 2.3.6 TiO_2纳米线紫外光催化降解甲基蓝实验研究 | 第45-50页 |
| 2.3.6.1 甲基蓝溶液的标准工作曲线 | 第45-46页 |
| 2.3.6.2 紫外光 (避光) 处理甲基蓝自降解曲线 | 第46-47页 |
| 2.3.6.3 降解率测定 (C/C0) 及表观光降解速率 Kap 的计算 | 第47-50页 |
| 2.3.7 TiO_2纳米线不同光源下催化降解甲基蓝对比研究 | 第50-51页 |
| 2.3.8 一维 TiO_2水热反应机理以及降解机理研究 | 第51-54页 |
| 2.3.8.1 水热反应机理 | 第51-52页 |
| 2.3.8.2 光催化反应机理 | 第52-54页 |
| 2.4 本章小结 | 第54-55页 |
| 第3章 共掺杂改性一维 C/N-TiO_2的制备及其光催化性能研究 | 第55-79页 |
| 3.1 引言 | 第55-56页 |
| 3.2 实验部分 | 第56-57页 |
| 3.2.1 仪器与试剂 | 第56页 |
| 3.2.2 C/N-TiO_2纳米材料制备 | 第56-57页 |
| 3.2.2.1 C/N-TiO_2材料制备及表征 | 第56-57页 |
| 3.2.2.2 不同光源催化降解实验 | 第57页 |
| 3.3 结果与讨论 | 第57-78页 |
| 3.3.1 X 射线粉末衍射物相分析 (XRD) | 第57-59页 |
| 3.3.2 扫描电子显微镜 (SEM) 微观形貌表征 | 第59-61页 |
| 3.3.3 N-TiO_2拉曼光谱 (Raman) 分析 | 第61-64页 |
| 3.3.3.1 N-TiO_2拉曼光谱 | 第61-62页 |
| 3.3.3.2 不同钛源前驱体和氮气热处理温度下 N-TiO_2的拉曼光谱 | 第62-64页 |
| 3.3.4 C/N-TiO_2拉曼光谱分析 | 第64-66页 |
| 3.3.5 X 射线光电子能谱 (XPS) 表面分析 | 第66-73页 |
| 3.3.5.1 C 掺杂分析 | 第66-67页 |
| 3.3.5.2 N 掺杂分析 | 第67-69页 |
| 3.3.5.3 C/N-TiO_2的 XPS 表面化学态分析 | 第69-73页 |
| 3.3.6 C/N-TiO_2光催化特性表征 | 第73-78页 |
| 3.3.6.1 固体-紫外漫反射吸收光谱 (UV-DRS) 表征 | 第74-75页 |
| 3.3.6.2 碳改性 C-TiO_2光催化特性 | 第75-76页 |
| 3.3.6.3 C/N-TiO_2光催化特性 | 第76-78页 |
| 3.4 本章小结 | 第78-79页 |
| 第4章 碘酸改性 I-TiO_2一维纳米光催化材料及其氧空位机制研究 | 第79-104页 |
| 4.1 引言 | 第79-80页 |
| 4.2 实验部分 | 第80-81页 |
| 4.2.1 仪器与试剂 | 第80页 |
| 4.2.2 碘酸改性 I-TiO_2一维纳米材料分步法制备 | 第80-81页 |
| 4.2.2.1 一步水热法合成碘酸改性 I-TiO_2一维纳米材料 | 第80-81页 |
| 4.2.2.2 两步水热法合成碘酸改性 I-TiO_2一维纳米材料 | 第81页 |
| 4.2.2.3 材料表征实验 | 第81页 |
| 4.2.2.4 不同光源催化降解实验 | 第81页 |
| 4.3 结果与讨论 | 第81-103页 |
| 4.3.1 碘酸改性 I-TiO_2一维纳米材料表征 | 第81-87页 |
| 4.3.1.1 X 射线粉末衍射 (XRD) 物相表征 | 第81-83页 |
| 4.3.1.2 拉曼 (Raman) 光谱表征 | 第83-84页 |
| 4.3.1.3 扫描电子显微镜 (SEM) 表征 | 第84-86页 |
| 4.3.1.4 高分辨透射电镜 (HRTEM) 及电子选区衍射 (SAED) 分析 | 第86-87页 |
| 4.3.2 碘酸改性 I-TiO_2可见光催化表征 | 第87-89页 |
| 4.3.2.1 固体-紫外漫反射吸收光谱 (UV-DRS) | 第87-88页 |
| 4.3.2.2 紫外-可见光分光光度 (UV-vis) 降解速率测定 | 第88-89页 |
| 4.3.3 碘酸改性 I-TiO_2可见光催化机理研究 | 第89-101页 |
| 4.3.3.1 比表面积 (BET) 测定 | 第89-91页 |
| 4.3.3.2 X 射线光电子能谱 (XPS) 对氧空位的研究 | 第91-96页 |
| 4.3.3.3 氧空位生成化学反应过程 | 第96-99页 |
| 4.3.3.4 碘酸改性 I-TiO_2可见光催化机理 | 第99-101页 |
| 4.3.4 碘酸改性 I-TiO_2其他光源催化降解表征 | 第101-103页 |
| 4.3.4.1 紫外光催化表征 | 第101-102页 |
| 4.3.4.2 不同光源催化性能对比 | 第102-103页 |
| 4.4 本章小结 | 第103-104页 |
| 第5章 碘氮协同改性 I/N-TiO_2纳米线制备 | 第104-113页 |
| 5.1 引言 | 第104页 |
| 5.2 实验部分 | 第104-105页 |
| 5.2.1 仪器与试剂 | 第104-105页 |
| 5.2.2 碘氮协同改性 I/N-TiO_2材料制备 | 第105页 |
| 5.2.2.1 碘氮协同改性 I/N-TiO_2一维纳米线制备 | 第105页 |
| 5.2.2.2 表征及光催化性能测试 | 第105页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第105-112页 |
| 5.3.1 碘氮协同改性 I/N-TiO_2纳米线表征 | 第105-111页 |
| 5.3.1.1 X 射线粉末衍射 (XRD) 物相分析 | 第105-106页 |
| 5.3.1.2 扫描电镜 (SEM) 微观形貌 | 第106页 |
| 5.3.1.3 透射电镜 (TEM/HRTEM) 及电子选区衍射 (SAED) 分析 | 第106-108页 |
| 5.3.1.4 拉曼 (Raman) 光谱 | 第108-109页 |
| 5.3.1.5 X 射线光电子能谱 (XPS) 分析 | 第109-111页 |
| 5.3.2 改性 I/N-TiO_2光催化特性 | 第111-112页 |
| 5.4 本章小结 | 第112-113页 |
| 第6章 改性 TiO_2纳米线制备光催化薄膜材料 | 第113-121页 |
| 6.1 引言 | 第113页 |
| 6.2 实验部分 | 第113-116页 |
| 6.2.1 仪器与试剂 | 第113-114页 |
| 6.2.2 碘氮协同改性 I/N-TiO_2薄膜材料制备 | 第114-116页 |
| 6.2.2.1 改性 I/N-TiO_2薄膜材料制备 | 第114-116页 |
| 6.2.2.2 薄膜表征及光催化性能测试 | 第116页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第116-120页 |
| 6.3.1 薄膜制备与表征 | 第116-119页 |
| 6.3.1.1 电泳法制备共掺杂 I/N-TiO_2薄膜材料 | 第116-117页 |
| 6.3.1.2 热稳定性 SEM 表征 | 第117-118页 |
| 6.3.1.3 光学轮廓仪 (Optical Profiler) | 第118-119页 |
| 6.3.1.4 光催化薄膜反应装置设计 | 第119页 |
| 6.3.2 碘氮协同改性 I/N-TiO_2薄膜光催化特性 | 第119-120页 |
| 6.4 本章小结 | 第120-121页 |
| 第7章 结论 | 第121-124页 |
| 7.1 结论 | 第121-123页 |
| 7.2 存在问题与展望 | 第123-124页 |
| 致谢 | 第124-126页 |
| 参考文献 | 第126-134页 |
| 附录一：个人简历 | 第134-135页 |
| 附录二：研究生期间参与的科研项目 | 第135-137页 |
| 附录三：在读期间论文发表情况 | 第137页 |
