半導(dǎo)體光催化技術(shù)是一種清潔、無污染的能源轉(zhuǎn)化技術(shù),它不僅能夠?qū)⒖稍偕奶柲苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能,同時(shí)也能夠氧化分解有機(jī)污染物,有望為人類面臨的能源短缺和環(huán)境污染的問題提供出有效的解決方案。由于單一組分的半導(dǎo)體催化劑很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)較好的化學(xué)和光穩(wěn)定性、可見光響應(yīng)、光生電子-空穴分離快、價(jià)帶和導(dǎo)帶位置和水分解反應(yīng)的電極電位相匹配等諸多要求,很難高效的利用太陽能實(shí)現(xiàn)光催化全分解水。因此設(shè)計(jì)合成可見光響應(yīng)的光催化復(fù)合材料是實(shí)現(xiàn)太陽能光催化分解水的關(guān)鍵所在和必由之路,通過構(gòu)筑半導(dǎo)體-半導(dǎo)體復(fù)合催化劑是實(shí)現(xiàn)太陽能光催化分解水的有效手段。研究表明,復(fù)合半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)的存在,能夠有效降低光生電子與光生空穴復(fù)合問題。但是由于傳統(tǒng)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化體系中的光生電子空穴向更低的能級(jí)位置遷移時(shí),其氧化還原能力也得到進(jìn)一步的削弱,這將導(dǎo)致多數(shù)異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體產(chǎn)生的光生電子空穴氧化還原能力不足以將水分子還原為氫氣或氧化成氧氣,因此不能確保光解水反應(yīng)的順利進(jìn)行。基于人工光合作用的Z構(gòu)型光催化分解水體系,在選擇兩端半導(dǎo)體材料時(shí),只需考慮其能否滿足光分解水兩端的氧化還原電位,并且選擇不同的中間電子傳輸介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)到光生電子和空穴的有... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 光催化分解水原理
        1.2.1 半導(dǎo)體光催化機(jī)理
        1.2.2 異質(zhì)結(jié)光催化機(jī)理
        1.2.3 Z構(gòu)型光催化機(jī)理
    1.3 影響光催化劑活性的因素
        1.3.1 半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)和能級(jí)位置
        1.3.2 催化劑的表面性質(zhì)和尺寸
        1.3.3 催化劑晶體結(jié)構(gòu)
    1.4 提高光催化性能的途徑
        1.4.1 貴金屬表面沉積
        1.4.2 非金屬離子摻雜
        1.4.3 半導(dǎo)體復(fù)合
        1.4.4 半導(dǎo)體染料敏化
        1.4.5 Z構(gòu)型復(fù)合催化體系
    1.5 催化劑研究現(xiàn)狀
        1.5.1 磷酸銀
        1.5.2 石墨相氮化碳
        1.5.3 石墨烯
        1.5.4 二硫化鉬
    1.6 論文研究目標(biāo)與意義
        1.6.1 研究目標(biāo)
        1.6.2 研究意義
第二章 實(shí)驗(yàn)和表征
    2.1 藥品試劑及設(shè)備
        2.1.1 藥品試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 樣品的測(cè)試表征
        2.2.1 X射線衍射分析
        2.2.2 掃描電鏡分析
        2.2.3 固態(tài)紫外吸收光譜
        2.2.4 熒光光譜
        2.2.5 X射線光電子能譜
        2.2.6 電子順磁共振
    2.3 光催化活性測(cè)試
第三章 磷酸銀/石墨烯/石墨相氮化碳復(fù)合材料的制備及表征
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 樣品的制備
        3.2.2 材料表征
        3.2.3 光催化性能評(píng)價(jià)
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 磷酸銀/片狀二硫化鉬/石墨相氮化碳復(fù)合材料的制備及表征
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 樣品的制備
        4.2.2 材料表征
        4.2.3 光催化產(chǎn)氧性能評(píng)價(jià)
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 磷酸銀/花狀二硫化鉬/石墨相氮化碳復(fù)合材料的制備及表征
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 樣品的制備
        5.2.2 材料表征
        5.2.3 光催化性能評(píng)價(jià)
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間的論文專利目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]半導(dǎo)體光解水制氫研究:現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及展望[J]. 謝英鵬,王國勝,張恩磊,張翔.  無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[2]摻雜型TiO2光催化研究的最新進(jìn)展[J]. 徐斌斌,傅深淵,劉麗娜.  化工新型材料. 2017(01)
[3]層狀二硫化鉬研究進(jìn)展[J]. 顧品超,張楷亮,馮玉林,王芳,苗銀萍,韓葉梅,張韓霞.  物理學(xué)報(bào). 2016(01)
[4]Z型光催化材料的研究進(jìn)展[J]. 李平,李海金,涂文廣,周勇,鄒志剛.  物理學(xué)報(bào). 2015(09)
[5]染料敏化可見光催化制氫研究進(jìn)展[J]. 劉興,李越湘,彭紹琴,賴華.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[6]可見光區(qū)光催化分解水制氫的研究進(jìn)展[J]. 蘇暐光,馬保軍.  太陽能. 2013(09)
[7]Pt摻雜TiO2納米粉體的制備及其光催化活性研究[J]. 陳慧,袁建梅,張茂林,陳嘉鑫,安太成,盛國英,傅家謨.  安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2005(06)
[8]以磷酸銀制備抗菌陶瓷的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王剛,楊榮興.  陶瓷科學(xué)與藝術(shù). 2003(01)

博士論文
[1]氮化碳基光催化材料的制備及性能[D]. 石磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]石墨烯功能結(jié)構(gòu)的制備和性能及傳感應(yīng)用[D]. 王曉娜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]影響光催化反應(yīng)活性幾種重要參數(shù)的理論研究[D]. 林則東.南昌航空大學(xué) 2017
[2]貴金屬/半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑的制備及光催化性能研究[D]. 吳慧敏.南昌航空大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3662286