【摘要】：本論文首次采用多金屬離子吸附和碳球模板法制備了多金屬化合物：包括多金屬氮氧化物和異質(zhì)結(jié)的納米空心結(jié)構(gòu),并且對(duì)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。開發(fā)了一系列提升這些納米結(jié)構(gòu)光催化性能的方法,并且對(duì)其光催化性能提升的機(jī)理進(jìn)行了深入研究。本論文的主要研究內(nèi)容如下：1.采用多金屬離子吸附和碳球模板法制備了全組分多金屬氮氧化物固溶體(Ga1-xZnx)(N1-xOx)的納米空心結(jié)構(gòu),研究了組分對(duì)(Ga1-xZnx)(N1-xOx)納米空心結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)的影響。將這些納米結(jié)構(gòu)應(yīng)用于可見光光全分解水,獲得了至今為止(Ga1-xZnx)(N1-xOx)最高的可見光全分解水效率。2.采用多金屬離子吸附和碳球模板法制備了化學(xué)計(jì)量比多金屬氮氧化物L(fēng)aTiO2N的納米空心結(jié)構(gòu),完善了制備多金屬氮氧化物納米結(jié)構(gòu)的方法。通過表面H處理的方法鈍化LaTiO2N的納米空心結(jié)構(gòu)的表面缺陷,顯著提高了材料的可見光產(chǎn)氫活性。3.采用多金屬離子吸附和碳球模板法制備了Fe摻雜的LaTiO2N的納米空心結(jié)構(gòu),通過摻雜產(chǎn)生的帶間能級(jí)調(diào)整納米結(jié)構(gòu)與助催化劑的能帶匹配,改善材料的光催化活性,并且深入研究和解釋了其優(yōu)化原理。4.在多金屬離子吸附和碳球模板法基礎(chǔ)上結(jié)合多溫度退火法,制備了10納米量級(jí)的Ti02基納米異質(zhì)結(jié),研究發(fā)現(xiàn)這種納米異質(zhì)結(jié)具有優(yōu)越的光催化性能。并嘗試了其他材料體系,驗(yàn)證了這種制備方法的普適性。5.制備了晶體Cu20/非晶Ta205納米異質(zhì)結(jié),深入研究了其光生載流子傳輸?shù)臋C(jī)理,提出了將晶體/非晶接觸引入納米異質(zhì)結(jié)的方法,消除納米異質(zhì)結(jié)的界面復(fù)合,并實(shí)現(xiàn)了具有超高量子效率的可見光全分解水。
[Abstract]:In this thesis, polymetallic compounds, including polymetallic nitrogen oxides and heterojunction nanocrystalline hollow structures, were prepared by polymetallic ion adsorption and carbon sphere template for the first time, and their structures and properties were systematically studied. A series of methods were developed to improve the photocatalytic properties of these nanostructures, and the mechanism of enhancing their photocatalytic properties was studied. The main contents of this thesis are as follows: 1. The hollow nanostructures of polymetallic nitrogen oxide solid solution (Ga1-xZnx) (N1-xOx) were prepared by polymetallic ion adsorption and carbon sphere template method. The effects of composition on the optical properties of (Ga1-xZnx) (N1-xOx) hollow nanostructures were investigated. By applying these nanostructures to the total decomposition of water by visible light, the highest water efficiency of total decomposition of visible light (Ga1-xZnx) (N1-xOx) has been obtained. The hollow nanostructures of stoichiometric polymetallic nitrogen oxides (LaTiO2N) were prepared by polymetallic ion adsorption and carbon sphere template. The surface defects of the hollow nanostructures of LaTiO2N were passivated by the method of surface H treatment, which significantly improved the hydrogen production activity of the materials under visible light. The hollow structure of Fe doped LaTiO2N was prepared by polymetallic ion adsorption and carbon sphere template. The photocatalytic activity of Fe doped LaTiO2N was improved by adjusting the energy band matching between the nanostructure and the cocatalyst. And the optimization principle. 4. On the basis of polymetallic ion adsorption and carbon sphere template method, 10 nanometer-scale Ti02 nanocrystalline heterostructures were prepared by multi-temperature annealing. It was found that the nanocrystalline heterostructures had excellent photocatalytic properties. Other material systems have been tried to verify the universality of the method. 5. The Cu20/ amorphous Ta205 nanocrystalline heterostructure was prepared. The photoinduced carrier transport mechanism was studied. The method of introducing the crystal / amorphous contact into the nanocrystalline heterojunction was proposed to eliminate the interface recombination of the nanocrystalline heterostructure. The total decomposition of water by visible light with ultra-high quantum efficiency is realized.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1

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本文編號(hào)：2151050