發(fā)布時(shí)間：2021-03-27 09:51

　　為了解決日益嚴(yán)重的環(huán)境污染、能源短缺等問題,人類想了很多辦法,其中之一就是利用太陽的能量將水分解,得到清潔無污染、可再生的氫氣能源。利用光催化技術(shù)可輕松實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),這一技術(shù)的核心是半導(dǎo)體光催化劑,其中金屬氧化物及其與碳材料的復(fù)合物由于合成方便、比表面積大、禁帶寬度可調(diào)等優(yōu)點(diǎn),在該領(lǐng)域研究中有著廣闊的前景本論文采用操作簡單的生物模板法,合成環(huán)保、無毒和廉價(jià)的碳/氧化物復(fù)合材料材料,分析探討材料的結(jié)構(gòu)與光催化性能之間的關(guān)系,具體研究成果如下:（1）通過對植物進(jìn)行預(yù)處理后,以它的葉脈、葉片等作為模板,分別浸漬鈦酸四丁酯的乙醇溶液、硝酸鈰的水溶液、氯化鐵的水溶液,再經(jīng)沖洗烘干后,放置于管式爐中通高純氮?dú)膺M(jìn)行碳化,再通過馬弗爐不同溫度煅燒制備了仿生碳/氧化鈦、仿生碳/氧化鈰和仿生碳/氧化鐵材料。利用XRD、BET、SEM等手段對所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,并將所得材料用于可見光的水制氫光催化反應(yīng)。（2）仿生碳/氧化物材料可以較好的復(fù)制植物模板結(jié)構(gòu),這種功能性分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)有助于增加材料的活性反應(yīng)中心,可以在材料的表面和獨(dú)特的仿生孔道結(jié)構(gòu)內(nèi)更好的傳輸。采用植物葉片作模板,能夠增大材料的表面積,仿生碳/... 

【文章來源】：蘇州科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電子受光激發(fā)示意圖

圖 1.1 電子受光激發(fā)示意圖ig.1.1 The unactivity pathway of electrons and holes after exciting by lig材料的能帶結(jié)構(gòu)圖，在能夠用作光催化劑的半導(dǎo)體材料中結(jié)構(gòu)，它們的載流子取決于能帶結(jié)構(gòu)。導(dǎo)帶和價(jià)帶所處的位的遷移，物質(zhì)的氧化-還原電位也對其起作用。究其原因，的氧化電位，無論電位多少，只要低于價(jià)帶位置，光生空穴就處于導(dǎo)帶上的物質(zhì)，光生電流也可以將物質(zhì)還原。

收利用[13]；禁帶小的(如CdSe、CdS和Si)半導(dǎo)體，雖然對可見光有較高的吸收，可在遇到溶劑時(shí)特別容易遭到腐蝕，這對材料的催化反應(yīng)來說，相當(dāng)不穩(wěn)定[14]。南京大學(xué)鄒志剛教授將NiOx/In0.9Ni0.1TaO4和 RuO2/In0.9Ni0.1TaO4當(dāng)作催化劑，實(shí)現(xiàn)了利用可見光催化技術(shù)分解水制取氫氣[15]。這是因?yàn)椋簩Ρ扰cH+/H2的電極，兩者的電位位置相對接近，現(xiàn)如今光催化制氫多數(shù)采用金屬原料，這些材料的價(jià)格不便宜，不利于大面積的使用。迫切的需要研究新型半導(dǎo)體材料，這對進(jìn)一步探索光還原性能提供更有效的參考。美國Duquesne大學(xué)Shahed Khan課題組使用天然氣煅燒金屬鈦片的方法，制備出碳化鈦/氧化鈦復(fù)合材料，并且在可見光下能夠具有較好的分解水制氫，實(shí)現(xiàn)了對太陽光的高效利用。1.3.1 氧化鈦材料眾所周知，TiO2擁有三種不同晶體結(jié)構(gòu)(金紅石相，銳鈦礦相和板鈦礦相)，屬于多晶化合物。其中人們研究較多的是金紅石相和銳鈦礦相 TiO2。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氧化錳表面改性活性炭電極材料的電化學(xué)特性[J]. 高強(qiáng),劉亞菲,胡中華,鄭祥偉,溫祖標(biāo).  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(02)
[2]超細(xì)CeO2/ZnO催化劑的分形特征及催化性能[J]. 賀擁軍,楊伯倫,潘海敏,張長雷,陳宣炳.  石油化工. 2003(01)
[3]CeO2在氧化催化反應(yīng)中的作用[J]. 王毓娟,揭雪飛,董新法,林維明.  電源技術(shù). 2002(01)
[4]納米TiO2的制備與光催化反應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 范崇政,肖建平,丁延偉.  科學(xué)通報(bào). 2001(04)
[5]用浸涂法制備飄浮負(fù)載型TiO2薄膜光催化降解辛烷[J]. 方佑齡,趙文寬,張國華,董慶華.  環(huán)境化學(xué). 1997(05)

博士論文
[1]可見光響應(yīng)光催化劑及其分解水的研究[D]. 劉恢.上海交通大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3103303