半導(dǎo)體光催化技術(shù)可以利用半導(dǎo)體光催化材料吸收光波能量而產(chǎn)生具有氧化還原性質(zhì)的電子-空穴對（e^--h⁺）,實現(xiàn)水體凈化、光解水制氫、能量儲存等,受到了人們的廣泛關(guān)注,為解決能源危機和環(huán)境污染問題提供了一種有效途徑。然而,半導(dǎo)體光催化劑依舊存在著一些弊端,如光生電子-空穴容易在表面復(fù)合,對有機污染物的光降解性能相對較差;其次,大多數(shù)半導(dǎo)體光催化劑帶隙較寬,電子躍遷困難;最后,光催化材料的比表面積較小,尺寸達到納米或微米級別時容易發(fā)生團聚,導(dǎo)致光生載流子復(fù)合。因此,設(shè)計開發(fā)新型高效清潔且具有強烈可見光響應(yīng)的光催化材料,提高光能利用率是目前半導(dǎo)體光催化領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問題。鐵酸鉍（BiFeO₃,BFO）是一種具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)（通式ABO₃）的多鐵性材料,具有遠高于室溫的鐵電居里溫度（Tc=820℃）和反鐵磁奈爾溫度（T_n=370℃）,室溫下表現(xiàn)出明顯的鐵電有序和反鐵磁有序等特性,在過去的幾年里引起了研究者的廣泛興趣,已廣泛用于數(shù)字存儲器件、自旋電子學(xué)、磁電感應(yīng)設(shè)備以及多形態(tài)記憶等領(lǐng)域。... 

【文章來源】：山東理工大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）常見半導(dǎo)體光催化劑的帶隙和（b）太陽能波長分布圖

碩士學(xué)位論文 第一章 污物徹底分解為二氧化碳與水，同時光催化材料自身無損耗，被1 世紀環(huán)境凈化領(lǐng)域的革命性突破，被譽為“當(dāng)今世界最理想的環(huán)況下，半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)是由一個充滿電子的低能價帶和一個空，它們之間由禁帶分開。當(dāng)被能量大于或等于禁帶寬度的光照射帶上的電子(e-)被激發(fā)，越過禁帶進入導(dǎo)帶，同時在價帶上產(chǎn)生。光生電子和空穴在向半導(dǎo)體粒子表面遷移的過程中(如圖 1-2 所于半導(dǎo)體粒子的能帶間缺少連續(xù)區(qū)域，從而使它們具有較充足的導(dǎo)體催化劑表面上的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，或被表面晶格缺面，它們在粒子內(nèi)部或表面有直接復(fù)合的可能性，而載流子的復(fù)催化反應(yīng)的量子效率，因此當(dāng)復(fù)合占主導(dǎo)地位時，光催化反應(yīng)的低。因此，尋找一種具有合適帶隙結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料以促進光生效分離與遷移是非常必要的。

鈣鈦礦結(jié)構(gòu)晶胞示意圖；（b）BFO XRD 衍射圖；（c）BFO 的構(gòu)和（d）G 型反鐵磁序 BFO 的的 Fe3+的磁矩[12] (a) Schematic presentation of ABO3cubic perovskite structure; (b) X (c) structure of BFO in terms of hexagonal frame of reference and (dantiferromagnetic ordering of the Fe3+magnetic moments in BFO[12況下，具有鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)(通式 ABO3，結(jié)構(gòu)如圖 1-3(a))的為面心立方結(jié)構(gòu)，空間群為 Pm3m。此時，位于晶體 8 個或二價金屬，位于晶體中心的原子 B 代表四價或五價的代表氧原子。在晶體體系中，A 原子與氧原子形成 12 配 6 配位形成 BO6八面體，氧原子位于面心位置，其周圍 A 原子(如圖 1-3(c))，KNbO3、BaTiO3、NaTaO3等均屬于體結(jié)構(gòu)為一種特殊化鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為菱形失配，空))。研究表明，BFO 的 R3c 空間群是在 Pm3m 基礎(chǔ)上，通向扭曲演變而來[16]。首先，Bi3+和 Fe3+的極化偏移矢量

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]鐵電材料的光學(xué)及輸運性質(zhì)的研究和應(yīng)用[D]. 顧俊星.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所) 2017

碩士論文
[1]BiFeO3及BiOBr納米光催化劑的制備及光催化還原Cr（Ⅵ）[D]. 周曉玲.南昌航空大學(xué) 2013



本文編號：2922839