發(fā)布時(shí)間：2021-03-23 00:53

　　Cu₂O是一種理論光電轉(zhuǎn)化效率高、可見光響應(yīng)、無毒、制備成本低廉的具有發(fā)展前景的光催化劑,但在實(shí)際應(yīng)用中存在光催化失活、光催化效率低的問題。本論文以結(jié)構(gòu)均勻的非晶態(tài)合金為前驅(qū)體,采用脫合金的方法制備了Cu/Cu₂O和Cu/Cu₂O/TiO₂異質(zhì)結(jié)復(fù)合半導(dǎo)體材料,有效抑制了光生電子空穴對的復(fù)合、提高了循環(huán)穩(wěn)定性,并且產(chǎn)物容易回收。以Cu-Zr非晶態(tài)合金條帶為前驅(qū)體,研究了前驅(qū)體成分、腐蝕液種類、腐蝕液溫度、腐蝕時(shí)間對脫合金產(chǎn)物和光催化性能的影響。分析表明,不同前驅(qū)體成分下,Cu₅₀Zr₅₀的樣品表面出現(xiàn)了較為均勻的多孔結(jié)構(gòu),且具有最大的比表面積20.49 m²/g。改變腐蝕液種類,前驅(qū)體僅在HCl溶液中能發(fā)生腐蝕。升高腐蝕液溫度,產(chǎn)物的非晶峰逐漸減弱,Cu的衍射峰逐漸增強(qiáng),僅在25℃下有Cu₂O的物相出現(xiàn)。延長反應(yīng)時(shí)間,氧化亞銅的結(jié)晶峰逐漸增強(qiáng),10 h的樣品催化性能最為優(yōu)異,催化降解MB 120 min內(nèi)達(dá)到70... 

【文章來源】：深圳大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

TiO2光催化機(jī)理下面我們以TiO2為例進(jìn)行光催化過程的描述[18]

半導(dǎo)體復(fù)合按其電導(dǎo)性質(zhì)的差異來進(jìn)行劃分，可分成半導(dǎo)體-絕緣體復(fù)合、半導(dǎo)體-導(dǎo)體復(fù)合兩類[16]。(1)半導(dǎo)體與絕緣體復(fù)合，絕緣體一般起載體作用，所以這部分內(nèi)容在此陳述，將移至在載體效應(yīng)中進(jìn)行講解；(2)半導(dǎo)體與半導(dǎo)體復(fù)合又可以根據(jù)其載流性質(zhì)的差異進(jìn)行劃分，可分成 p-p 型、n-n 型（前兩類稱為同型異質(zhì)結(jié)）和 p-n 型（后稱為反型異質(zhì)結(jié)）[16]。下面以 Cu2O/TiO2復(fù)合半導(dǎo)體為例對其光催化機(jī)理進(jìn)行簡單的析。TiO2的帶隙能為 3.2 eV，Cu2O 的帶隙能為 2.02 eV，且 Cu2O 的導(dǎo)帶（CB）位置于 TiO2的。如圖 1-3 左所示，在足夠大的能量照射時(shí)，TiO2和 Cu2O 同時(shí)被激發(fā)，發(fā)帶隙間的躍遷。由于導(dǎo)帶（CB）和價(jià)帶（VB）能級的差異，ecb-聚集在 TiO2的 CB 上，b+聚集在 Cu2O 的 VB 上，ecb-和 hvb+得到有效的分離，從而提高其催化性能。當(dāng)入射光量較小時(shí)（λ=500 ~ 700 nm），TiO2未被激發(fā)，只存在 Cu2O 發(fā)生帶間躍遷，Cu2O 的b-傳輸至 TiO2的 CB 上，使得 ecb-和 hvb+得到有效分離，拓寬 TiO2的吸收波長，提高樣的催化性能（如圖 1-3 右）[22]。

2催化劑。圖1-4 (a)TiO2納米管表面形貌，(b)TiO2/Cu2O 復(fù)合納米管表面形貌，(C)TiO2納米管截面形貌[26]；近些年，對 Cu2O/ZnO 復(fù)合材料的研究逐漸增多。H. Wei 等人[27]通過電化學(xué)沉積的方法在PEC上合成納米管Cu2O/ZnO 復(fù)合薄膜。X. Zou 團(tuán)隊(duì)[28]在ZnO納米桿上沉積Cu2O顆粒合成出異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料，樣品在可見光條件下去除 MO 5 h 可以達(dá)到 90 %，3 次循環(huán)測試過后樣品仍能保持有 59.4 %的降解效率。T. Jiang 等人[29]在不同 pH 值下以 CuSO4為銅源、以 ZnO 納米桿陣列為載體，通過水熱沉積法將 Cu2O 沉積在 ZnO 上，制備出Cu2O/ZnO 納米桿陣列復(fù)合材料


本文編號：3094809