材料新技术书库 光催化复合材料制备与应用PDF电子书下载

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第1章 复合气凝胶 1

1.1 气凝胶的制备及应用 1

1.1.1 气凝胶的发展 1

1.1.2 气凝胶的特殊性质 3

1.1.3 气凝胶的应用 3

1.2 复合材料及复合气凝胶的合成与表征 5

1.2.1 纳米材料的种类及性能 5

1.2.2 复合气凝胶及其合成 8

1.2.3 复合气凝胶的表征 11

1.2.4 TiO2／C复合材料的制备及应用 12

1.3 本书研究的内容及意义 15

1.3.1 本书研究的内容 15

1.3.2 本书研究的意义 16

1.3.3 本书研究的创新点 17

第2章 二氧化钛／碳复合气凝胶的合成设计与表征 19

2.1 二氧化钛／碳复合气凝胶的制备与活性评价用试剂 19

2.1.1 制备用主要试剂 19

2.1.2 活性评价用主要试剂 19

2.2 二氧化钛／碳复合气凝胶的制备与活性评价用设备 20

2.2.1 制备用主要设备 20

2.2.2 活性评价用主要设备 20

2.3 二氧化钛／碳复合气凝胶的合成设计 21

2.3.1 不同钛源前驱体的合成设计 21

2.3.2 不同钛源前驱体含量的合成设计 22

2.3.3 不同络合剂含量的合成设计 22

2.3.4 不同掺铈量的合成设计 23

2.3.5 不同掺钕量的合成设计 24

2.3.6 不同铈、钕双掺杂量的合成设计 24

2.4 二氧化钛／碳复合气凝胶的制备 25

2.4.1 二氧化钛气凝胶的制备 25

2.4.2 碳气凝胶的制备 26

2.4.3 二氧化钛／碳复合气凝胶的制备 26

2.5 二氧化钛／碳复合气凝胶的测试与表征 29

2.5.1 密度的计算 29

2.5.2 X射线衍射 29

2.5.3 扫描电子显微镜 29

2.5.4 透射电子显微镜和能谱仪 29

2.5.5 氮气吸附—脱附等温线 30

2.5.6 压汞分析 30

2.5.7 紫外—可见漫反射图 30

2.5.8 原位红外光谱图 31

2.5.9 拉曼光谱图 31

2.5.10 X射线光电子能谱 32

2.6 二氧化钛／碳复合气凝胶的活性评价实验 32

2.6.1 目标降解物的确定 32

2.6.2 光催化反应装置 33

2.6.3 评价实验 34

2.6.4 二氧化钛／碳复合气凝胶的活性评价 35

第3章 二氧化钛／碳复合气凝胶结构和光催化性能的影响研究 37

3.1 钛源对复合气凝胶的性能影响研究 37

3.1.1 表观性能与表观密度 38

3.1.2 XRD图 40

3.1.3 TEM图和EDS图 41

3.1.4 SEM图 43

3.1.5 拉曼光谱图 45

3.1.6 紫外—可见漫反射图 46

3.1.7 氮气吸附等温线及影响因素 47

3.1.8 原位红外光谱图 50

3.1.9 光催化性能研究 51

3.1.10 小结 56

3.2 前驱体含量对复合气凝胶的性能影响研究 56

3.2.1 表观性能与表观密度 58

3.2.2 XRD图 61

3.2.3 SEM图和TEM图 62

3.2.4 EDS图及元素原子百分比 63

3.2.5 氮气吸附等温线及孔径分布图 63

3.2.6 拉曼光谱图 65

3.2.7 紫外—可见漫反射图 66

3.2.8 原位红外光谱图 67

3.2.9 XPS分析 67

3.2.10 光催化性能研究 69

3.2.11 小结 73

3.3 络合剂对复合气凝胶的性能影响研究 74

3.3.1 表观性能与表观密度 76

3.3.2 XRD图 76

3.3.3 TEM图和EDS图 77

3.3.4 SEM图 79

3.3.5 氮气吸附图 81

3.3.6 拉曼光谱图 83

3.3.7 紫外—可见漫反射图 83

3.3.8 原位红外光谱图 85

3.3.9 紫外光催化性能研究 85

3.3.10 小结 87

第4章 铈、钕掺杂二氧化钛／碳复合气凝胶的制备及光催化性能研究 89

4.1 掺铈二氧化钛／碳复合气凝胶的性能评价与分析 89

4.1.1 表观性能与表观密度 91

4.1.2 XRD图 91

4.1.3 SEM图和TEM图 92

4.1.4 氮气吸附等温线及孔结构参数 94

4.1.5 拉曼光谱图 95

4.1.6 紫外—可见漫反射图 96

4.1.7 原位红外光谱图 96

4.1.8 样品光催化性能研究 97

4.1.9 小结 102

4.2 掺钕二氧化钛／碳复合气凝胶的性能评价与分析 103

4.2.1 表观性能与表观密度 103

4.2.2 SEM图和EDS图 104

4.2.3 原位红外光谱图 106

4.2.4 XRD图 106

4.2.5 TEM图 108

4.2.6 紫外—可见漫反射图 108

4.2.7 样品光催化性能研究 111

4.2.8 小结 116

4.3 铈、钕双掺杂二氧化钛／碳复合气凝胶的性能评价与分析 117

4.3.1 表观性能与表观密度 117

4.3.2 SEM图 119

4.3.3 EDS图 120

4.3.4 XRD图 120

4.3.5 原位红外光谱图 121

4.3.6 紫外—可见漫反射图 122

4.3.7 样品光催化性能研究 123

4.3.8 小结 130

第5章 二氧化钛／碳复合气凝胶光催化降解亚甲基蓝的研究 133

5.1 概述 133

5.2 光催化降解亚甲基蓝机理分析 135

5.2.1 TiO2／C复合气凝胶光催化降解亚甲基蓝机理分析 135

5.2.2 掺铈TiO2／C复合气凝胶光催化降解亚甲基蓝机理分析 136

5.2.3 加入自由基（空穴）捕获剂的TiO2／C复合气凝胶光催化降解亚甲基蓝机理分析 140

5.3 掺铈二氧化钛／碳复合气凝胶紫外光催化降解亚甲基蓝机理分析 141

5.3.1 掺铈TiO2／C复合气凝胶紫外光催化降解亚甲基蓝机理分析 141

5.3.2 掺铈TiO2／C复合气凝胶可见光催化降解亚甲基蓝机理分析 143

5.4 自由基（空穴）捕获剂对二氧化钛／碳复合气凝胶光催化反应的影响 146

5.4.1 可见光照射 146

5.4.2 紫外光照射 148

5.5 小结 150

第6章 萜烯类化合物光催化降解反应研究 151

6.1 国内外萜烯类化合物光催化降解的研究现状 151

6.2 β-胡萝卜素光催化降解反应研究 152

6.2.1 纳米TiO2的制备 152

6.2.2 结构形貌分析 153

6.2.3 β-胡萝卜素降解反应方案 155

6.2.4 β-胡萝卜素光催化降解产物分析 155

6.3 小结 157

第7章 二氧化钛／碳复合气凝胶光催化降解酮麝香的研究 159

7.1 复合气凝胶光催化降解酮麝香的研究现状 159

7.1.1 水体中典型合成麝香的概况 159

7.1.2 水体中合成麝香的检测方法 164

7.1.3 常用麝香类污染物降解处理的方法 165

7.1.4 TiO2掺杂改性和制备方法 168

7.1.5 环境中麝香类污染物降解处理的方法 175

7.2 二氧化钛／碳复合气凝胶光催化降解酮麝香的机理研究 177

7.2.1 TiO2／C复合气凝胶光催化降解酮麝香的动力学分析 177

7.2.2 TiO2／C复合气凝胶光催化降解酮麝香的中间产物分析 179

7.2.3 TiO2／C复合气凝胶光催化降解酮麝香可能的降解途径分析 182

7.3 二氧化钛／碳复合气凝胶光催化降解酮麝香的影响因素分析 183

7.3.1 照射光源 184

7.3.2 光照强度及光照时间 185

7.3.3 催化剂用量 186

7.3.4 溶液起始pH值 188

7.3.5 酮麝香的初始浓度 189

7.3.6 溶液中H2O2的含量 191

7.3.7 加入活性基团捕获剂 192

7.3.8 H2O2的投加时间 193

7.4 光催化剂的回收和利用 194

7.4.1 光催化剂回收实验设计 194

7.4.2 重复利用率分析 195

7.5 小结 196

第8章 基于支持向量机的二氧化钛／碳复合气凝胶光催化性能预报 199

8.1 支持向量机的原理 199

8.2 支持向量回归 200

8.2.1 线性回归情形 200

8.2.2 非线性回归情形 201

8.3 数据挖掘的过程 202

8.3.1 准备数据 202

8.3.2 数据挖掘算法的选用 202

8.3.3 评估和表现知识 203

8.3.4 优化知识 203

8.3.5 运用知识 203

8.4 计算结果及分析 204

8.4.1 数据结构关系判定 204

8.4.2 定量建模 206

8.4.3 数据处理与结果分析 207

8.5 小结 208

参考文献 211

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