寬光譜響應(yīng)過渡金屬硫化物基復(fù)合光催化劑制備與性能研究
發(fā)布時間：2021-06-23 01:51
過渡金屬硫化物因為其本身的帶隙特點,使其比其他光催化材料有著更好的寬光譜響應(yīng)。并且過渡金屬硫化物這類材料也在電學,光學,磁學和醫(yī)學等領(lǐng)域都有著很大的研究和應(yīng)用前景。同時,探究過渡金屬硫化物作為光催化材料也是能源與環(huán)境領(lǐng)域中非常重要的課題之一。基于此,本文針對過渡金屬硫化物及其復(fù)合材料進行了制備和表征,并探討了其光催化降解性能。本文研究內(nèi)容如下:本文以硫氰酸銨（NH4SCN）為硫源,二水乙酸鎘（Cd（CH3COO）2·2H2O）為鎘源,采用一步水熱法合成了具有高活性面（002）晶面的新穎傘狀硫化鎘（CdS）單晶,并討論了其生長機理。與此同時,也制備了具有不同形貌的CdS納米球。分別通過XRD,SEM,TEM,UV-Vis DRS,PL與光電流測試來確定所合成樣品的形貌,組成以及光電特性,并研究了其光催化降解性能。結(jié)果表明,在紫外（20 min）和可見光照射（80min）下,傘狀CdS對羅丹明B的去除率分別為99.1%和99.3%。此外,盡管傘狀CdS的粒徑大于所合成的CdS納米球,但由于其暴露的高活性...
【文章來源】：青島大學山東省
【文章頁數(shù)】：74 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
光催化的反應(yīng)機理圖[8]
青島大學碩士學位論文3優(yōu)異的機械性能，還具有優(yōu)異的光電特性，壓電特性和熱電特性。它的禁帶寬度約在5eV，屬于寬帶隙的催化材料。二氧化鋯主要包括三類晶相，分別為單斜，立方和四方晶相。低溫下一般呈現(xiàn)單斜晶相，當溫度超過1170℃時為四方晶相，當溫度達到2370℃時變?yōu)榱⒎骄郲26]。由于二氧化鋯本身的熱穩(wěn)定性和壓電性被廣泛的應(yīng)用于壓電元件，耐火材料陶瓷，電子陶瓷和傳感器等。同時納米級的二氧化鋯在高溫染料，拋光和磨料材料，精密陶瓷方面也有應(yīng)用[27-29]。由于二氧化鋯具有優(yōu)異的光電學性能以及對紫外光很高的光響應(yīng)也被應(yīng)用于光催化產(chǎn)氫，光催化降解有機染料。結(jié)合本身所具有的優(yōu)異性質(zhì)，二氧化鋯在光催化和其他領(lǐng)域都將有著很大的發(fā)展前景。1.3.3g-C3N4g-C3N4是一種由C，N兩種元素組成的具有類石墨相結(jié)構(gòu)特點的高分子材料。其禁帶寬度約為2.7eV，對可見光和紫外光都有著很好的光吸收響應(yīng)能力并且有著優(yōu)異的光催化性能[2,30-32]。由于g-C3N4具備層狀結(jié)構(gòu)，優(yōu)異的光電特性和自身穩(wěn)定性，又是新型非金屬材料等諸多優(yōu)點而受到廣大科研工作者的關(guān)注。關(guān)于g-C3N4的制備方法目前有溶劑熱合成法，固相反應(yīng)法，濃硫酸化學剝離法，熱聚合法，電化學沉積法等[33-35]。為了進一步提升g-C3N4的光催化活性，一般又通過進一步的形貌設(shè)計調(diào)控，比如為了提高g-C3N4的比表面積可進一步進行超聲或剝離等手段以得到超薄納米片等其他結(jié)構(gòu)(片狀g-C3N4形貌調(diào)控過程圖如圖1.2所示)，也可以對其摻雜或與其他材料制成復(fù)合型的光催化劑來提高活性。圖1.2片狀g-C3N4形貌調(diào)控過程圖[34]。Fig.1.2Themorphologicalregulationprocessofflakeg-C3N4.
青島大學碩士學位論文7到了空心的CdS，并且所得到材料展現(xiàn)出了很高的光催化效果。圖1.3Pd@CdS/PdS光催化劑的模板法制備過程[45]。Fig.1.3TemplatepreparationprocessofPd@CdS/PdSphotocatalyst.1.4.3.3化學氣相沉積法在過渡金屬硫化物的制備中化學氣相沉積法是一種新型的制備方法，在制備的過程中一般首先將反應(yīng)物進行氣化，然后轉(zhuǎn)移到沉積區(qū)域，最后在特定的材料上(一般為固體材料)進行化學反應(yīng)并沉積生成所需材料[55]。這種方法的優(yōu)點在于使所制備的材料面積較大，粒度分布均勻，分散性好，可制備單層或多層的材料改善材料性能。如Jeon等[56]使用化學氣相沉積法，通過在底部SiO2基板上進行等離子體表面處理和MoO3硫化，得到了大面積的MoS2膜(單層，雙層和多層)，所制備材料具有很高的均勻性和結(jié)晶性。同時化學氣相沉積法也有著制備成本高，制備的工藝的步驟比較復(fù)雜等缺陷。1.4.3.4固相反應(yīng)法固相反應(yīng)法也是一種常見的半導(dǎo)體材料合成方法，這種方法首先將反應(yīng)物進行均勻混合，然后煅燒處理，最后得到產(chǎn)物[57]。使用固相反應(yīng)法制備地樣品形貌可控性差，但制備工序簡單易行。1.5課題意義及研究內(nèi)容1.5.1課題背景及意義近年來，能源匱乏與環(huán)境污染已成為當今世界急需解決的兩個重要的問題。尤
本文編號：3243974
【文章來源】：青島大學山東省
【文章頁數(shù)】：74 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
光催化的反應(yīng)機理圖[8]
青島大學碩士學位論文3優(yōu)異的機械性能，還具有優(yōu)異的光電特性，壓電特性和熱電特性。它的禁帶寬度約在5eV，屬于寬帶隙的催化材料。二氧化鋯主要包括三類晶相，分別為單斜，立方和四方晶相。低溫下一般呈現(xiàn)單斜晶相，當溫度超過1170℃時為四方晶相，當溫度達到2370℃時變?yōu)榱⒎骄郲26]。由于二氧化鋯本身的熱穩(wěn)定性和壓電性被廣泛的應(yīng)用于壓電元件，耐火材料陶瓷，電子陶瓷和傳感器等。同時納米級的二氧化鋯在高溫染料，拋光和磨料材料，精密陶瓷方面也有應(yīng)用[27-29]。由于二氧化鋯具有優(yōu)異的光電學性能以及對紫外光很高的光響應(yīng)也被應(yīng)用于光催化產(chǎn)氫，光催化降解有機染料。結(jié)合本身所具有的優(yōu)異性質(zhì)，二氧化鋯在光催化和其他領(lǐng)域都將有著很大的發(fā)展前景。1.3.3g-C3N4g-C3N4是一種由C，N兩種元素組成的具有類石墨相結(jié)構(gòu)特點的高分子材料。其禁帶寬度約為2.7eV，對可見光和紫外光都有著很好的光吸收響應(yīng)能力并且有著優(yōu)異的光催化性能[2,30-32]。由于g-C3N4具備層狀結(jié)構(gòu)，優(yōu)異的光電特性和自身穩(wěn)定性，又是新型非金屬材料等諸多優(yōu)點而受到廣大科研工作者的關(guān)注。關(guān)于g-C3N4的制備方法目前有溶劑熱合成法，固相反應(yīng)法，濃硫酸化學剝離法，熱聚合法，電化學沉積法等[33-35]。為了進一步提升g-C3N4的光催化活性，一般又通過進一步的形貌設(shè)計調(diào)控，比如為了提高g-C3N4的比表面積可進一步進行超聲或剝離等手段以得到超薄納米片等其他結(jié)構(gòu)(片狀g-C3N4形貌調(diào)控過程圖如圖1.2所示)，也可以對其摻雜或與其他材料制成復(fù)合型的光催化劑來提高活性。圖1.2片狀g-C3N4形貌調(diào)控過程圖[34]。Fig.1.2Themorphologicalregulationprocessofflakeg-C3N4.
青島大學碩士學位論文7到了空心的CdS，并且所得到材料展現(xiàn)出了很高的光催化效果。圖1.3Pd@CdS/PdS光催化劑的模板法制備過程[45]。Fig.1.3TemplatepreparationprocessofPd@CdS/PdSphotocatalyst.1.4.3.3化學氣相沉積法在過渡金屬硫化物的制備中化學氣相沉積法是一種新型的制備方法，在制備的過程中一般首先將反應(yīng)物進行氣化，然后轉(zhuǎn)移到沉積區(qū)域，最后在特定的材料上(一般為固體材料)進行化學反應(yīng)并沉積生成所需材料[55]。這種方法的優(yōu)點在于使所制備的材料面積較大，粒度分布均勻，分散性好，可制備單層或多層的材料改善材料性能。如Jeon等[56]使用化學氣相沉積法，通過在底部SiO2基板上進行等離子體表面處理和MoO3硫化，得到了大面積的MoS2膜(單層，雙層和多層)，所制備材料具有很高的均勻性和結(jié)晶性。同時化學氣相沉積法也有著制備成本高，制備的工藝的步驟比較復(fù)雜等缺陷。1.4.3.4固相反應(yīng)法固相反應(yīng)法也是一種常見的半導(dǎo)體材料合成方法，這種方法首先將反應(yīng)物進行均勻混合，然后煅燒處理，最后得到產(chǎn)物[57]。使用固相反應(yīng)法制備地樣品形貌可控性差，但制備工序簡單易行。1.5課題意義及研究內(nèi)容1.5.1課題背景及意義近年來，能源匱乏與環(huán)境污染已成為當今世界急需解決的兩個重要的問題。尤
本文編號：3243974
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/huaxue/3243974.html
最近更新
教材專著
