半導(dǎo)體材料具有光、電、磁和催化等性質(zhì)而廣泛地應(yīng)用于能源、環(huán)境、醫(yī)療和功能材料等諸多領(lǐng)域。由于材料的上述宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān),因此,深度理解材料微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)之間的構(gòu)效關(guān)系為改善半導(dǎo)體材料的性能提供了理論基礎(chǔ)。另外,材料的微觀結(jié)構(gòu)往往取決于合成方法及工藝參數(shù),因此,明確半導(dǎo)體材料微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控機(jī)制為開發(fā)制備性能優(yōu)異的半導(dǎo)體材料的新技術(shù)提供了理論依據(jù)。釩酸鉍（BiVO₄）半導(dǎo)體材料不僅具有導(dǎo)電性、鐵彈性、顏色和可見光催化活性等性質(zhì),而且還具有環(huán)境友好、廉價(jià)易得、穩(wěn)定性高、性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),是一種極具應(yīng)用潛力的半導(dǎo)體材料。目前,有關(guān)其作為顏料和光催化材料的應(yīng)用研究已得到人們的極大關(guān)注。如研究人員已經(jīng)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(lǐng)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(diǎn),已成為半導(dǎo)體光催化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)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(zhì)勢必會促進(jìn)該材料... 

【文章來源】：遼寧大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)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(jié)構(gòu)

1.3 Cooper 等提出的表示 mBiVO4電子結(jié)構(gòu)的能級圖[y level diagram representing the electronic structure of mBby Copper et al.[34]材料的應(yīng)用材料在顏料領(lǐng)域的應(yīng)用VO4作為顏料被廣泛研究是因?yàn)槠錈o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(diǎn)，是非常具有應(yīng)用前景的高性能環(huán)保型顏料求較高的領(lǐng)域，例如汽車車身漆、玩具、橡膠制品、塑近年來，有關(guān) BiVO4顏料的研究也得到更多關(guān)注，人們結(jié)構(gòu)、形貌、顆粒大小、化學(xué)組成、光學(xué)性質(zhì)等關(guān)鍵因步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)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(dǎo)體光催化材料的氧化還原電位�？梢裕泻芏嘌趸�，例如 TiO2、SrTiO3、Ta2O5、ZrO2等，都具有合適的能帶結(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)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?yàn)?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(jìn)而導(dǎo)致 CdS 分解為 S。事實(shí)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(dǎo)帶和價(jià)帶電位的半導(dǎo)體數(shù)目還是非常有限的。因此，氧化能帶設(shè)計(jì)對于發(fā)展可應(yīng)用于可見光照射下進(jìn)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(jìn)一個(gè)除了 以外的元素形成新的價(jià)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(qū)動光催化材料[48]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Triton X-100 induced cuboid-like BiVO4 microsphere with high photocatalytic performance[J]. Cheewita Suwanchawalit,Supat Buddee,Sumpun Wongnawa.  Journal of Environmental Sciences. 2017(05)
[2]太陽能分解水制氫最近進(jìn)展:光催化、光電催化及光伏-光電耦合途徑（英文）[J]. 李仁貴.  催化學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]具有高活性{010}晶面單斜BiVO4光催化劑的研究進(jìn)展[J]. 劉偉,趙國升,常立民,安茂忠.  硅酸鹽通報(bào). 2016(09)
[4]Fabrication of BiVO4:Effect of Structure and Morphology on Photocatalytic Activity and Its Methylene Blue Decomposition Mechanism[J]. 郭敏娜,HE Qianglong,WANG Wenjie,WU Jie,王為民.  Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science). 2016(04)
[5]釩酸鉍催化劑的制備與其光催化性能研究進(jìn)展[J]. 吳春紅,黃應(yīng)平,趙萍,周薇,賈漫珂,方艷芬.  應(yīng)用化工. 2015(11)
[6]BiVO4光催化劑的改性及其在水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 姜韻婕,安小英,劉麗,閆超.  應(yīng)用化工. 2014(11)
[7]新型微/納米材料在染料污染吸附去除上的應(yīng)用[J]. 趙慶松,王艷旗,代彥,黃艷鳳,李穎,張紀(jì)梅.  天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(05)
[8]衰減全反射紅外光譜法直接測定丙三醇的含量[J]. 唐軍,李玉杰,韓曉強(qiáng),陳朝霞.  光譜實(shí)驗(yàn)室. 2006(02)



本文編號：2923184