【摘要】：光催化劑因其獨(dú)特的性能在光產(chǎn)氫與光降解方面的占有重要地位,而這其中,TiO_2是近幾十年來的研究熱點(diǎn)。然而TiO_2的光響應(yīng)范圍較窄,只能吸收可見光,并且量子效率低,光激發(fā)后產(chǎn)生的光生電子與空穴極易復(fù)合,這些缺點(diǎn)制約了TiO_2的活性提高。特別地,缺陷對半導(dǎo)體材料的電子結(jié)構(gòu)、光譜吸收及載流子的激發(fā)、遷移和復(fù)合的過程均有重要的影響。其中,氧空位具有較強(qiáng)的電子捕獲能力,促進(jìn)光生電子空穴的分離,同時拓寬光響應(yīng)范圍,對提高光催化活性具有重要作用。常用的引入的氧空位方式為加氫焙燒法,低氧環(huán)境焙燒法、離子濺射法等,這些方法步驟較為復(fù)雜且成本較高,通過直接誘導(dǎo)的方法引入氧空位仍是一大挑戰(zhàn)�；谝陨媳尘�,本文的主要研究內(nèi)容為:(1)采用氟誘導(dǎo)的方式將氧空位引入到已經(jīng)合成的大孔介孔TiO_2中,實(shí)現(xiàn)了在分級結(jié)構(gòu)材料中引入氧空位缺陷。通過電子順磁共振證明氧空位的存在,并探究了氧空位對禁帶寬度以及載流子復(fù)合所產(chǎn)生的影響。同時所合成樣品的大孔介孔結(jié)構(gòu)有利于加強(qiáng)物質(zhì)傳輸,增加比表面積。通過液相降解亞甲基藍(lán)與氣相降解丙酮的實(shí)驗(yàn)考察具有氧空位大孔介孔TiO_2的光催化性能。(2)繼續(xù)通過氟誘導(dǎo)方式將氧空位引入到TiO_2中空微球中。選取常見的TiO_2微球作為初始結(jié)構(gòu),經(jīng)過水熱處理后形成中空結(jié)構(gòu)。隨著氧空位的引入,TiO_2的禁帶寬度減小,光生電子與空穴復(fù)合幾率降低,進(jìn)而提升了光催化活性。(3)本課題進(jìn)一步通過水熱法原位合成具有氧空位的MoS_2@TiO_2復(fù)合材料。以質(zhì)子化的鈦酸鹽納米片為TiO_2前驅(qū)體,在水熱轉(zhuǎn)晶過程中引入氧空位。氧空位加強(qiáng)了載流子的傳輸效率,提升了MoS_2@TiO_2的光催化活性,同時也有利于其電催化析氫性能的提升。
【圖文】：

光催化原理圖

圖 1-2 溶膠凝膠法制備的 TiO2合成圖[23] Schematic representation of the formation mechanism of TiO2method膠凝膠反應(yīng)而合成各類納米材料主要方法有兩種，分別凝膠法。金屬醇鹽的水解對于聚合凝膠法尤為重要，通過
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O643.36;O644.1

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本文編號：2635786