能源短缺和環(huán)境污染是全世界范圍都無(wú)法逃避的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,隨著對(duì)新材料領(lǐng)域的日益深入研究,半導(dǎo)體光催化劑具有應(yīng)用于光電轉(zhuǎn)化和光催化降解領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價(jià)值。針對(duì)光催化劑的研究核心在于開(kāi)發(fā)穩(wěn)定、高效且廉價(jià)的光催化劑,而在眾多光催化劑中,二氧化鈦有合適的帶隙寬度,并且性質(zhì)穩(wěn)定,廉價(jià)易制得,得到專家學(xué)者們的關(guān)注和深入研究。因此,本論文主要針對(duì)二氧化鈦,研究摻雜改性和開(kāi)發(fā)新結(jié)構(gòu)對(duì)其光催化活性的影響,以下為本論文的具體研究?jī)?nèi)容:首先,利用水熱合成和溶劑熱合成法制備了具有不同元素組成的碳點(diǎn)。電子顯微鏡下的碳點(diǎn)直徑在5～15 nm之間,分散狀況良好,幾乎沒(méi)有團(tuán)聚現(xiàn)象;高倍率透射電子顯微鏡下可以觀測(cè)到碳點(diǎn)具有明顯的（101）面晶格條紋;X電子能譜分析得到氮摻雜碳點(diǎn)中只包含氮、碳、氧元素,并且氮原子主要以吡啶氮的形式取代碳原子并插入碳環(huán)之中;紫外可見(jiàn)光光譜分析和熒光光譜分析結(jié)果表明,幾種碳點(diǎn)中,氮摻雜碳點(diǎn)在紫外光區(qū)有強(qiáng)光吸收,并且熒光發(fā)射穩(wěn)定,不受激發(fā)波長(zhǎng)影響。從碳點(diǎn)優(yōu)秀的熒光性能以及紫外吸收性能可以推斷,碳點(diǎn)具有用于光催化和光電轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的潛質(zhì)。將碳點(diǎn)與聚乙烯吡咯烷酮均勻混合作為紡絲前驅(qū)體溶液進(jìn)行靜電紡絲,... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖１－２導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三種材料不同的能帶結(jié)構(gòu)??

?第一章緒論???導(dǎo)體?半導(dǎo)體?絕緣體??導(dǎo)帶?????米?Ｉ?＇?電子躍ａ廠???能?ｔ?一?一?１?－一??圖１－２導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三種材料不同的能帶結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１－２?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｅｎｅｒｇｙ?ｂａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｆｏｒ?ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ?ａｎｄ?ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ??半導(dǎo)體光催化過(guò)程也是半導(dǎo)體中載流子的遷移過(guò)程，目前常被研究的的ｎ型半導(dǎo)??體光催化劑多為二氧化鈦、氧化鋅等金屬氧化物，其中對(duì)Ｔｉ０２的研宄最為深入，以??Ｔｉ０２催化降解有機(jī)污染物為例，它進(jìn)行光催化的過(guò)程主要可以分為三個(gè)階段：（１）電??子躍遷。在光照條件下，半導(dǎo)體中價(jià)電子吸收到大于其帶隙值的光能，受激發(fā)躍遷跳??過(guò)禁帶，抵達(dá)導(dǎo)帶并在價(jià)帶原先的位置形成空穴［５］。??Ｔｉ０２?＋?ｈｖ?Ｔｉ０２（ｅ－?＋?ｈ＋）??（１－１）??—＾???＼?／?［?Ｒｅｃｏｍｂ？？ａ？ｗ？?／?ｌ??Ａ＊Ｎ＼ｉ?＾?Ｊ?＾??圖１－３光催化過(guò)程中光生電子與空穴的遷移路徑Ｍ。??Ｆｉｇ．１－３?Ｍｉｇｒａｔｉｏｎ?ｐａｔｈ?ｏｆ?ｐｈｏｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｄ?ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ?ａｎｄ?ｈｏｌｅｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ??（２）原位復(fù)合。電子－空穴對(duì)的一部分可能會(huì)在半導(dǎo)體內(nèi)部直接進(jìn)行原位復(fù)合，??而少數(shù)部分載流子通過(guò)擴(kuò)散作用遷移到半導(dǎo)體表面，進(jìn)行第三階段的反應(yīng)。如何能降??低電子－空穴對(duì)的原位復(fù)合是光催化性能研究中至關(guān)重要的研究?jī)?nèi)容。??Ｔｉ０２（ｅ—）?＋?Ｔｉ０２（ｈ＋）?—?Ｔｉ０２??（１－２）??（３）氧化還原反應(yīng)。光生載流

空穴對(duì)重組率較高，這些因素都嚴(yán)重限制了二氧化鈦的光催化效率，針對(duì)這些缺陷對(duì)??二氧化鈦進(jìn)行改性研究也成為了近年來(lái)的研宄熱點(diǎn)之一。??ＳＩＣ??？?ＺｎＳ??４Ｊ－?寧?，＿??＞?＃Ｊ?樂(lè)？Ｓ－Ｏｉ?蘭?Ｍ?飄??是???「…?＇?（Ｅ＝０Ｖ）??Ｓ?ＳＪ?３Ｕ！?Ｓ４Ｉ?Ｗ??Ｃｕ?Ｗ?￣?ｃＶ?ＳＭ??ｗ?ｌ?ａａ????？?Ｍ?＾?一?一??益?一??．一一?———??ｒｎｍｍｍｍ?ｍｍｍｍｍ??ｗｍｍｍｍｍ??圖１－５?ｐＨ?＝?０常用半導(dǎo)體的禁帶寬度與導(dǎo)帶、價(jià)帶位置??Ｆｉｇ．?１－５?Ｂａｎｄ?ｇａｐ?ａｎｄ?ｂａｎｄ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ?ｐＨ?＝?０??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超細(xì)二氧化鈦納米棒的制備及光催化性能研究[J]. 劉華健,劉寶春,孟慶延.  化學(xué)研究與應(yīng)用. 2018(06)
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[3]二氧化鈦納米材料的非均相光催化本質(zhì)及表面改性（英文）[J]. 溫九清,李鑫,劉威,方岳平,謝君,徐悅?cè)A.  催化學(xué)報(bào). 2015(12)
[4]二氧化鈦納米棒的制備及其晶體生長(zhǎng)機(jī)理分析[J]. 陳超,王智宇.  無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2012(01)

碩士論文
[1]二氧化鈦復(fù)合納米纖維的制備及其在染料敏化太陽(yáng)能電池的應(yīng)用研究[D]. 萬(wàn)婷婷.北京化工大學(xué) 2018
[2]In2O3/納米TiO2復(fù)合氫氣傳感器的制備與性能增強(qiáng)[D]. 黃浩.鄭州大學(xué) 2018



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