半導體材料具有光、電、磁和催化等性質而廣泛地應用于能源、環(huán)境、醫(yī)療和功能材料等諸多領域。由于材料的上述宏觀性質與微觀結構密切相關,因此,深度理解材料微觀結構與宏觀性質之間的構效關系為改善半導體材料的性能提供了理論基礎。另外,材料的微觀結構往往取決于合成方法及工藝參數(shù),因此,明確半導體材料微觀結構的調控機制為開發(fā)制備性能優(yōu)異的半導體材料的新技術提供了理論依據(jù)。釩酸鉍（BiVO₄）半導體材料不僅具有導電性、鐵彈性、顏色和可見光催化活性等性質,而且還具有環(huán)境友好、廉價易得、穩(wěn)定性高、性能優(yōu)良等優(yōu)點,是一種極具應用潛力的半導體材料。目前,有關其作為顏料和光催化材料的應用研究已得到人們的極大關注。如研究人員已經成功將其開發(fā)成為一種代替鉛鉻黃顏料的環(huán)保型黃色顏料184黃,該顏料適用于食品、玩具、油墨、塑料、橡膠、車面漆等對顏料性能要求高的領域。另外,單斜相BiVO₄（mBiVO₄）具有帶隙窄、可見光催化活性和穩(wěn)定性高等優(yōu)點,已成為半導體光催化技術應用領域的熱門材料之一。然而,不論作為顏料還是光催化材料,改善其自身性質勢必會促進該材料... 

【文章來源】：遼寧大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

Kudo等提出的四方硅酸鋯和單斜白鎢礦BiVO4的能帶結構

1.3 Cooper 等提出的表示 mBiVO4電子結構的能級圖[y level diagram representing the electronic structure of mBby Copper et al.[34]材料的應用材料在顏料領域的應用VO4作為顏料被廣泛研究是因為其無毒性，可作為鐵黃黃等顏料的替代品[37-39]。黃色 BiVO4顏料具有色澤艷高溫等優(yōu)點，是非常具有應用前景的高性能環(huán)保型顏料求較高的領域，例如汽車車身漆、玩具、橡膠制品、塑近年來，有關 BiVO4顏料的研究也得到更多關注，人們結構、形貌、顆粒大小、化學組成、光學性質等關鍵因步拓寬其應用領域。例如，Tücks 等[24,40]研究了 BiVO

現(xiàn)完全水分解。圖 1.4 給出了多種半導體光催化材料的氧化還原電位�？梢�，有很多氧化物，例如 TiO2、SrTiO3、Ta2O5、ZrO2等，都具有合適的能帶結構而，由于它們本身帶隙能比較大只能被紫外光激發(fā)，就使得它們的應用受到限外，雖然 CdS 等具有合適的電位以及窄帶隙可以響應可見光，但是對于完全分來說仍然不合適，并且活性也不高，因為 CdS 極易發(fā)生光腐蝕。在沒有犧牲電體的情況下，CdS 中的 S2-優(yōu)先被氧化而不是 H2O 分子，進而導致 CdS 分解為 S。事實上，對于完全光催化分解水來說，能在可見光下具有活性，又具有光穩(wěn)定性以及適合的導帶和價帶電位的半導體數(shù)目還是非常有限的。因此，氧化能帶設計對于發(fā)展可應用于可見光照射下進行完全分解水的新型光催化材料就顯得十分必要。例如，通過摻雜形成禁帶中央電子施主能級，引進一個除了 以外的元素形成新的價帶(例如氮氧化物或硫氧化物)，以及形成固溶體等都被是使帶隙變窄的有效途徑[7,47]。迄今為止，(Ga1-xZnx)(N1-xOx)固溶體是為數(shù)不多單步驟完全水分解有活性的可見光驅動光催化材料[48]。

【參考文獻】：
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本文編號：2923184