【摘要】：隨著全世界范圍內(nèi)工業(yè)的快速發(fā)展,大量的有機(jī)染料被排放到水中污染了水環(huán)境。由于有機(jī)染料良好的穩(wěn)定性和對(duì)動(dòng)植物很高的危害性,解決有機(jī)染料對(duì)水體污染的問(wèn)題成引起了全世界廣泛關(guān)注和研究。半導(dǎo)體納米材料作為一種光催化劑能夠有效的解決有機(jī)染料帶來(lái)的水體污染問(wèn)題,從而被大量的研究的和報(bào)道。相比于Zn O和TiO_2等傳統(tǒng)寬帶隙的半導(dǎo)體光催化劑,很多窄帶隙的半導(dǎo)體材料具有大的光吸收范圍和對(duì)有機(jī)染料強(qiáng)的吸附度等優(yōu)點(diǎn)在光催化領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。其中,PbSe納米管作為一種典型的IV-VI族窄帶隙半導(dǎo)體材料,在光催化領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用。本文通過(guò)犧牲模板法在抗壞血酸的輔助下制備了PbSe納米管,以制備的PbSe納米管為模板通過(guò)水熱法合成了PbSe/TiO_2復(fù)合納米管,此外還對(duì)制備的PbSe納米管進(jìn)行Ag修飾并研究了它們對(duì)于不同有機(jī)染料分子的光催化性能。具體研究?jī)?nèi)容如下:首先,本文通過(guò)室溫下在水溶液中合成了Se納米線,然后以Se納米線作為模板和Se離子源在抗壞血酸的輔助下制備了PbSe納米管。利用SEM、TEM和XRD對(duì)樣品的形貌和晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。對(duì)PbSe納米管的生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行研究,結(jié)果表明Pb2+濃度和抗壞血酸對(duì)PbSe納米管的形成起關(guān)鍵性的作用。通過(guò)光催化研究發(fā)現(xiàn),PbSe納米管在H2O2的存在下對(duì)亞甲基藍(lán)有很好的光催化活性。其次,本文以制備的PbSe納米管為模板通過(guò)水浴反應(yīng)的方法制備了PbSe/TiO_2復(fù)合納米管。通過(guò)SEM和TEM的表征發(fā)現(xiàn)復(fù)合納米管的平均直徑和長(zhǎng)度分別為292 nm和1.5~3.7μm。通過(guò)光催化性能研究發(fā)現(xiàn),和純PbSe納米管相比PbSe/TiO_2復(fù)合納米管對(duì)甲基橙有更好的光催化活性。催化機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn),PbSe/TiO_2復(fù)合納米管結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出較高的光催化效率歸因于異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)能夠有效的促進(jìn)載流子的分離效率,從而實(shí)現(xiàn)光催化效率的提高。最后,通過(guò)簡(jiǎn)便且低成本的紫外光(365 nm)誘導(dǎo)還原法成功合成了Ag修飾的PbSe納米管。通過(guò)SEM對(duì)所制備的Ag修飾的PbSe納米管進(jìn)行表征。結(jié)果表明,直徑為20~60 nm的金屬銀納米粒子很好的分散在PbSe納米管表面。光催化實(shí)驗(yàn)表明,Ag修飾的PbSe納米管對(duì)孔雀石綠在H2O2的存在下有優(yōu)異的光催化活性。循環(huán)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),Ag修飾的PbSe納米管具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性。此外,對(duì)Ag修飾的PbSe納米管的光催化機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文化原理化技術(shù)是指納米半導(dǎo)體材料能夠吸收利用太陽(yáng)光中特定波長(zhǎng)的材料受光子能量的激發(fā)在內(nèi)部產(chǎn)生載流子（電子-空穴對(duì)）。水中夠與半導(dǎo)體材料中產(chǎn)生的電子和空穴結(jié)合而生成具有氧化活性子基團(tuán)。染料分子能夠與這些活性離子基團(tuán)發(fā)生氧化還原反應(yīng)團(tuán)能夠?qū)⑷玖戏肿咏到鉃?CO2和 H2O 等無(wú)毒的小分子[19]。具體光催化機(jī)理如圖 1-1 所示。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文較大的比表面積常常被選擇作為光催化流子分離效率，，科學(xué)家們還對(duì)催化劑材雜。介帶隙的IV-VI族半導(dǎo)體材料，PbSe的禁帶 46 nm[21]。PbSe 具有 NaCl 型的晶體結(jié)-2 所示。其晶格常數(shù)為 a = 0.612 nm，所爾半徑為 46 nm，與其他半導(dǎo)體材料相自身的電子有效質(zhì)量和空穴有效質(zhì)量都較對(duì) PbSe 在光伏器件和光催化領(lǐng)域的應(yīng)用如表 1-1 所示。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ426;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號(hào)：2662151