本文關鍵詞：新型半導體異質結構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】：半導體光催化由于其在能源和環(huán)境方面的巨大應用前景而受到廣泛關注。傳統(tǒng)的半導體光催化劑（如TiO2、ZnO、SnO2）的禁帶寬度都比較大，對太陽光的利用非常有限。因此，設計合成新型可見光光催化劑成為了當前光催化領域的一個研究熱點，而通過半導體-半導體復合構造異質結構復合光催化劑是一種實現(xiàn)這一目的的有效手段。本學位論文以開發(fā)新型可見光光催化劑為目的，采用半導體-半導體復合的方法分別合成了介孔CdS/層狀鈦酸鹽復合光催化劑、C3N4-Bi2WO6復合光催化劑和C3N4-BiVO4復合光催化劑。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對它們的結構和性質進行了表征。通過光催化降解染料對它們的光催化性能進行了研究。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/層狀鈦酸鹽復合光催化劑。所得復合光催化劑展現(xiàn)了增強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構，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/層狀鈦酸鹽復合光催化劑擁有更強的光催化活性。 2.采用水熱法將C3N4和Bi2WO6納米片復合到一起制備了C3N4-Bi2WO6復合光催化劑。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復合光催化劑相比純Bi2WO6在可見光區(qū)擁有更強的吸收。這些杰出的結構和性質賦予了復合光催化劑加強的光催化活性。值得注意的是，，光催化活性最佳的0.5C3N4-0.5Bi2WO6復合光催化劑的甲基橙降解速率分別達到純C3N4和Bi2WO6的3倍和155倍。 3.采用水熱C3N4和BiVO4前驅體的方法合成了C3N4-BiVO4復合光催化劑。相比純C3N4，該材料的可見光吸收能力顯著加強。光催化測試進一步證明了C3N4-BiVO4復合光催化劑擁有加強的可見光催化活性。此外，由捕獲劑實驗可以得到，光催化降解亞甲基藍的主要活性物種是超氧自由基。
【關鍵詞】：CdS 層狀鈦酸鹽 C_3N_4 Bi_2WO_6 BiVO_4
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：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 半導體光催化概述12-17
• 1.2.1 半導體光催化原理12-13
• 1.2.2 半導體光催化的應用13-14
• 1.2.2.1 光解水制氫13-14
• 1.2.2.2 光催化降解有機污染物14
• 1.2.3 傳統(tǒng)半導體光催化劑的改性14-17
• 1.2.3.1 摻雜15
• 1.2.3.2 貴金屬沉積15-16
• 1.2.3.3 半導體復合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 層狀鈦酸鹽的結構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17-18
• 1.3.3.2 剝離-重組裝反應18-19
• 1.4 石墨相氮化碳研究概述19-21
• 1.4.1 石墨相氮化碳的結構和性質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 復合20-21
• 1.5 本論文的選題意義及主要研究內容21-23
• 1.5.1 本論文的選題意義21
• 1.5.2 本論文的主要研究內容21-23
• 參考文獻23-36
• 第二章 介孔 CdS/層狀鈦酸鹽復合光催化劑的制備及性能研究36-48
• 2.1 引言36
• 2.2 實驗部分36-39
• 2.2.1 主要試劑及儀器36-38
• 2.2.1.1 實驗試劑36-37
• 2.2.1.2 實驗儀器37-38
• 2.2.2 制備介孔 CdS/層狀鈦酸鹽復合光催化劑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/層狀鈦酸鹽復合光催化劑38
• 2.2.3 表征38-39
• 2.2.4 光催化測試39
• 2.3 結果與討論39-45
• 2.3.1 介孔 CdS/層狀鈦酸鹽復合光催化劑的表征39-43
• 2.3.2 介孔 CdS/層狀鈦酸鹽復合光催化劑的光催化研究43-44
• 2.3.3 介孔 CdS/層狀鈦酸鹽復合光催化劑的光催化機理研究44-45
• 2.4 小結45-46
• 參考文獻46-48
• 第三章 C_3N_4-Bi_2WO_6復合光催化劑的制備及性能研究48-63
• 3.1 引言48-49
• 3.2 實驗部分49-51
• 3.2.1 主要試劑及儀器49-50
• 3.2.1.1 實驗試劑49
• 3.2.1.2 實驗儀器49-50
• 3.2.2 C_3N_4-Bi_2WO_6復合光催化劑的制備50
• 3.2.2.1 C_3N_4的制備50
• 3.2.2.2 C_3N_4-Bi_2WO_6復合光催化劑的制備50
• 3.2.3 表征50
• 3.2.4 光催化測試50-51
• 3.2.5 捕獲劑實驗51
• 3.3 結果與討論51-58
• 3.3.1 C_3N_4-Bi_2WO_6復合光催化劑的表征51-54
• 3.3.2 C_3N_4-Bi_2WO_6復合光催化劑的光催化研究54-57
• 3.3.3 C_3N_4-Bi_2WO_6復合光催化劑的光催化機理研究57-58
• 3.4 小結58-59
• 參考文獻59-63
• 第四章 C_3N_4-BiVO_4復合光催化劑的制備及性能研究63-77
• 4.1 引言63
• 4.2 實驗部分63-66
• 4.2.1 主要試劑及儀器63-64
• 4.2.1.1 實驗試劑63-64
• 4.2.1.2 實驗儀器64
• 4.2.2 C_3N_4-BiVO_4復合光催化劑的制備64-65
• 4.2.2.1 C_3N_4-BiVO_4復合光催化劑的制備64
• 4.2.2.2 對比光催化劑的制備64-65
• 4.2.3 表征65
• 4.2.4 光催化測試65
• 4.2.5 捕獲劑實驗65-66
• 4.3 結果與討論66-73
• 4.3.1 C_3N_4-BiVO_4復合光催化劑的表征66-68
• 4.3.2 C_3N_4-BiVO_4復合光催化劑的光催化研究68-71
• 4.3.3 C_3N_4-BiVO_4復合光催化劑的光催化機理研究71-73
• 4.4 小結73-74
• 參考文獻74-77
• 第五章 總結與展望77-79
• 致謝79-80
• 碩士期間論文發(fā)表及專利申請情況80-81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 宋秀蘭;姚偉峰;吳一平;;半導體光催化的應用研究[J];上海電力學院學報;2012年01期

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  本文關鍵詞：新型半導體異質結構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：319719