發(fā)布時(shí)間：2017-04-21 06:40

  本文關(guān)鍵詞：新型半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)可見光催化劑的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：半導(dǎo)體光催化由于其在能源和環(huán)境方面的巨大應(yīng)用前景而受到廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體光催化劑（如TiO2、ZnO、SnO2）的禁帶寬度都比較大，對(duì)太陽光的利用非常有限。因此，設(shè)計(jì)合成新型可見光光催化劑成為了當(dāng)前光催化領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，而通過半導(dǎo)體-半導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)造異質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合光催化劑是一種實(shí)現(xiàn)這一目的的有效手段。本學(xué)位論文以開發(fā)新型可見光光催化劑為目的，采用半導(dǎo)體-半導(dǎo)體復(fù)合的方法分別合成了介孔CdS/層狀鈦酸鹽復(fù)合光催化劑、C3N4-Bi2WO6復(fù)合光催化劑和C3N4-BiVO4復(fù)合光催化劑。使用X射線粉末衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜、紫外-可見漫反射光譜等技術(shù)對(duì)它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了表征。通過光催化降解染料對(duì)它們的光催化性能進(jìn)行了研究。具體工作如下： 1.采用先剝離-重組裝、再硫化的方法制備得到了介孔CdS/層狀鈦酸鹽復(fù)合光催化劑。所得復(fù)合光催化劑展現(xiàn)了增強(qiáng)的可見光吸收能力和大的比表面積。此外，該材料含有兩種不同的孔結(jié)構(gòu)，分別源于鈦酸鹽納米片的重堆積和CdS粒子的柱撐�？梢姽饨到饬_丹明B測(cè)試證明，相比原始層狀鈦酸鹽和鎘離子插層的層狀鈦酸鹽，介孔CdS/層狀鈦酸鹽復(fù)合光催化劑擁有更強(qiáng)的光催化活性。 2.采用水熱法將C3N4和Bi2WO6納米片復(fù)合到一起制備了C3N4-Bi2WO6復(fù)合光催化劑。透射電子顯微鏡揭示出C3N4和Bi2WO6之間形成了緊密接觸的界面。紫外-可見漫反射光譜證明得到的C3N4-Bi2WO6復(fù)合光催化劑相比純Bi2WO6在可見光區(qū)擁有更強(qiáng)的吸收。這些杰出的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)賦予了復(fù)合光催化劑加強(qiáng)的光催化活性。值得注意的是，，光催化活性最佳的0.5C3N4-0.5Bi2WO6復(fù)合光催化劑的甲基橙降解速率分別達(dá)到純C3N4和Bi2WO6的3倍和155倍。 3.采用水熱C3N4和BiVO4前驅(qū)體的方法合成了C3N4-BiVO4復(fù)合光催化劑。相比純C3N4，該材料的可見光吸收能力顯著加強(qiáng)。光催化測(cè)試進(jìn)一步證明了C3N4-BiVO4復(fù)合光催化劑擁有加強(qiáng)的可見光催化活性。此外，由捕獲劑實(shí)驗(yàn)可以得到，光催化降解亞甲基藍(lán)的主要活性物種是超氧自由基。
【關(guān)鍵詞】：CdS 層狀鈦酸鹽 C_3N_4 Bi_2WO_6 BiVO_4
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-36
• 1.1 引言11-12
• 1.2 半導(dǎo)體光催化概述12-17
• 1.2.1 半導(dǎo)體光催化原理12-13
• 1.2.2 半導(dǎo)體光催化的應(yīng)用13-14
• 1.2.2.1 光解水制氫13-14
• 1.2.2.2 光催化降解有機(jī)污染物14
• 1.2.3 傳統(tǒng)半導(dǎo)體光催化劑的改性14-17
• 1.2.3.1 摻雜15
• 1.2.3.2 貴金屬沉積15-16
• 1.2.3.3 半導(dǎo)體復(fù)合16-17
• 1.2.4 開發(fā)合成新型光催化材料17
• 1.3 層狀鈦酸鹽材料研究概述17-19
• 1.3.1 層狀鈦酸鹽的結(jié)構(gòu)17
• 1.3.2 層狀鈦酸鹽的制備17
• 1.3.3 層狀鈦酸鹽的修飾改性17-19
• 1.3.3.1 離子交換反應(yīng)17-18
• 1.3.3.2 剝離-重組裝反應(yīng)18-19
• 1.4 石墨相氮化碳研究概述19-21
• 1.4.1 石墨相氮化碳的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)19
• 1.4.2 石墨相氮化碳的制備19-20
• 1.4.3 石墨相氮化碳的修飾改性20-21
• 1.4.3.1 摻雜20
• 1.4.3.2 復(fù)合20-21
• 1.5 本論文的選題意義及主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 1.5.1 本論文的選題意義21
• 1.5.2 本論文的主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 參考文獻(xiàn)23-36
• 第二章 介孔 CdS/層狀鈦酸鹽復(fù)合光催化劑的制備及性能研究36-48
• 2.1 引言36
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分36-39
• 2.2.1 主要試劑及儀器36-38
• 2.2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑36-37
• 2.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器37-38
• 2.2.2 制備介孔 CdS/層狀鈦酸鹽復(fù)合光催化劑38
• 2.2.2.1 合成原始層狀鈦酸鹽 K_(0.8)Ti_(1.73)Li_(0.27)O_438
• 2.2.2.2 制備單分子層鈦酸鹽納米片38
• 2.2.2.3 制備介孔 CdS/層狀鈦酸鹽復(fù)合光催化劑38
• 2.2.3 表征38-39
• 2.2.4 光催化測(cè)試39
• 2.3 結(jié)果與討論39-45
• 2.3.1 介孔 CdS/層狀鈦酸鹽復(fù)合光催化劑的表征39-43
• 2.3.2 介孔 CdS/層狀鈦酸鹽復(fù)合光催化劑的光催化研究43-44
• 2.3.3 介孔 CdS/層狀鈦酸鹽復(fù)合光催化劑的光催化機(jī)理研究44-45
• 2.4 小結(jié)45-46
• 參考文獻(xiàn)46-48
• 第三章 C_3N_4-Bi_2WO_6復(fù)合光催化劑的制備及性能研究48-63
• 3.1 引言48-49
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分49-51
• 3.2.1 主要試劑及儀器49-50
• 3.2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑49
• 3.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器49-50
• 3.2.2 C_3N_4-Bi_2WO_6復(fù)合光催化劑的制備50
• 3.2.2.1 C_3N_4的制備50
• 3.2.2.2 C_3N_4-Bi_2WO_6復(fù)合光催化劑的制備50
• 3.2.3 表征50
• 3.2.4 光催化測(cè)試50-51
• 3.2.5 捕獲劑實(shí)驗(yàn)51
• 3.3 結(jié)果與討論51-58
• 3.3.1 C_3N_4-Bi_2WO_6復(fù)合光催化劑的表征51-54
• 3.3.2 C_3N_4-Bi_2WO_6復(fù)合光催化劑的光催化研究54-57
• 3.3.3 C_3N_4-Bi_2WO_6復(fù)合光催化劑的光催化機(jī)理研究57-58
• 3.4 小結(jié)58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 第四章 C_3N_4-BiVO_4復(fù)合光催化劑的制備及性能研究63-77
• 4.1 引言63
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分63-66
• 4.2.1 主要試劑及儀器63-64
• 4.2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑63-64
• 4.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器64
• 4.2.2 C_3N_4-BiVO_4復(fù)合光催化劑的制備64-65
• 4.2.2.1 C_3N_4-BiVO_4復(fù)合光催化劑的制備64
• 4.2.2.2 對(duì)比光催化劑的制備64-65
• 4.2.3 表征65
• 4.2.4 光催化測(cè)試65
• 4.2.5 捕獲劑實(shí)驗(yàn)65-66
• 4.3 結(jié)果與討論66-73
• 4.3.1 C_3N_4-BiVO_4復(fù)合光催化劑的表征66-68
• 4.3.2 C_3N_4-BiVO_4復(fù)合光催化劑的光催化研究68-71
• 4.3.3 C_3N_4-BiVO_4復(fù)合光催化劑的光催化機(jī)理研究71-73
• 4.4 小結(jié)73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 第五章 總結(jié)與展望77-79
• 致謝79-80
• 碩士期間論文發(fā)表及專利申請(qǐng)情況80-81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 宋秀蘭;姚偉峰;吳一平;;半導(dǎo)體光催化的應(yīng)用研究[J];上海電力學(xué)院學(xué)報(bào);2012年01期

2 范崇政,肖建平,丁延偉;納米TiO_2的制備與光催化反應(yīng)研究進(jìn)展[J];科學(xué)通報(bào);2001年04期

3 楊娟;李建通;繆娟;;Bi_2O_3/TiO_2復(fù)合納米顆粒的可見光光催化性能(英文)[J];無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

4 夏熙,努麗燕娜,郭再萍;溶膠凝膠法制備納米LiCoO_2[J];應(yīng)用化學(xué);1999年04期

5 吳寶華 ,余濤;清潔能源——太陽能的應(yīng)用與展望[J];應(yīng)用能源技術(shù);2004年04期

  本文關(guān)鍵詞：新型半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)可見光催化劑的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：319719