近年來,能源危機與環(huán)境污染問題成為當(dāng)今社會亟待解決的問題之一,半導(dǎo)體光催化技術(shù)以其節(jié)能廉價、反應(yīng)條件溫和、無二次污染等優(yōu)點被認為是一種最為理想的處理手段。然而,開發(fā)一種高效的、穩(wěn)定的、可實用化的半導(dǎo)體光催化劑仍然面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),這主要是因為在光催化過程中,催化劑大都具有較低的載流子遷移速率和較高的復(fù)合幾率而導(dǎo)致的。因此,在滿足了半導(dǎo)體光催化反應(yīng)所需的熱力學(xué)前提下,如何改善催化劑光生載流子的動力學(xué)行為是提高其催化性能的關(guān)鍵。本論文以在可見光下具有寬響應(yīng)范圍的Bi₂MoO₆催化劑作為研究對象,并通過一系列的改性手段調(diào)控其光生載流子的動力學(xué)行為,進而改善其光催化性能。采用溶劑熱法制備了一種Fe³⁺摻雜的Bi₂MoO₆光催化劑,摻雜后樣品表現(xiàn)出了優(yōu)異的光催化固氮、還原Cr（Ⅵ）以及降解有機污染物性能。DFT理論計算和實驗結(jié)果表明,摻雜改性后樣品光催化性能的提高主要歸因于:Fe³⁺離子的摻雜可以顯著降低Bi₂MoO₆的表... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的與意義
    1.2 半導(dǎo)體光催化技術(shù)
    1.3 光催化劑改性方法
        1.3.1 貴金屬負載
        1.3.2 半導(dǎo)體復(fù)合
        1.3.3 離子摻雜
        1.3.4 染料光敏化
        1.3.5 形貌調(diào)控
    1.4 光催化劑的分類
        1.4.1 氧化物催化劑
        1.4.2 硫化物催化劑
        1.4.3 氮化物催化劑
        1.4.4 鉍基光催化劑
    1.5 鉬酸鉍光催化劑概述
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料及表征方法
    2.1 主要原料及試劑
    2.2 實驗儀器
    2.3 樣品的表征方法
        2.3.1 X射線粉末衍射(XRD)測試
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.4 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.5 原子力顯微鏡(AFM)
        2.3.6 紫外-可見漫反射光譜(UV-vis DRS)
        2.3.7 孔徑分布與比表面積(BET)
        2.3.8 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)
        2.3.9 Raman光譜
        2.3.10 開爾文探針(RTK)
        2.3.11 熒光(PL)光譜
        2.3.12 光電化學(xué)性質(zhì)測試
    2.4 光催化性能評價
        2.4.1 光催化固氮
        2.4.2 光催化還原Cr(Ⅵ)
        2.4.3 光催化降解有機染料的反應(yīng)
        2.4.4 理論計算方法
第3章 Fe~(3+)摻雜Bi_2MoO_6 光催化劑的載流子行為調(diào)控及性能研究
    3.1 引言
    3.2 結(jié)構(gòu)和組成分析
    3.3 光催化性能分析
    3.4 光學(xué)吸收分析
    3.5 光生載流子動力學(xué)行為分析
    3.6 光催化性能提高的機制分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 PO_4~(3-)摻雜Bi_2MoO_6 光催化劑的載流子行為調(diào)控及性能研究
    4.1 引言
    4.2 結(jié)構(gòu)和組成分析
    4.3 光催化性能分析
    4.4 能帶結(jié)構(gòu)分析
    4.5 光生載流子動力學(xué)行為分析
    4.6 光催化固氮反應(yīng)機制分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 g-C_3N_4/Bi_2MoO_6 異質(zhì)結(jié)光催化劑的構(gòu)筑及性能研究
    5.1 引言
    5.2 g-C_3N_4-Bi_2MoO_6 范德華異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)及形貌
        5.2.1 g-C_3N_4-Bi_2MoO_6 樣品的制備
        5.2.2 結(jié)構(gòu)和形貌分析
        5.2.3 光學(xué)吸收及能帶位置分析
        5.2.4 光催化性能評價
        5.2.5 光生載流子分離效率分析
        5.2.6 光催化性能提高的機制
    5.3 磺酸基修飾g-C_3N_4樣品的結(jié)構(gòu)及形貌
        5.3.1 結(jié)構(gòu)和形貌分析
        5.3.2 光學(xué)吸收及載流子分離效率分析
        5.3.3 光催化性能評價及機制
    5.4 磺酸基橋聯(lián)的g-C_3N_4/Bi_2MoO_6 樣品的結(jié)構(gòu)及形貌
        5.4.1 磺酸基橋聯(lián)的g-C_3N_4/Bi_2MoO_6 樣品的制備
        5.4.2 組成及形貌分析
        5.4.3 光學(xué)吸收及載流子分離效率分析
        5.4.4 光催化性能評價及機制
    5.5 本章小結(jié)
第6章 量子點自修飾的Bi_2MoO_6-BCN復(fù)合光催化劑的制備及性能研究
    6.1 引言
    6.2 樣品的制備
    6.3 催化劑的結(jié)構(gòu)和性能分析
        6.3.1 BMO(Q)同質(zhì)結(jié)光催化劑的表征
        6.3.2 BCN光催化劑的表征
        6.3.3 BCN-BMO(Q)催化劑的表征
    6.4 催化劑性能提高的機制分析
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
論文創(chuàng)新點
展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3171306