光催化反應中涉及的微觀粒子主要是電子和光子,目前對于單一半導體的改性主要是針對于電子而很少涉及到光子的調(diào)控。如果對光催化材料同時進行光子和電子的調(diào)控,有望繼續(xù)提高太陽光利用率和量子轉化效率。本論文基于光子晶體（PCs）調(diào)控光子傳播的特性,將傳統(tǒng)光催化材料構建成光子晶體,并對光子晶體進行進一步改性,構造同時具有光子禁帶和電子禁帶的新型光子晶體光催化劑并深入探討其構-效關系。通過一系列表征技術手段對材料的形貌、晶相結構、表面狀態(tài)以及光吸收性能等進行詳細的研究,并用電子自旋共振、電化學以及捕獲劑技術來探究光子晶體光催化劑的反應機理。本論文的主要結論及創(chuàng)新點如下:（1）采用液相浸漬法制備出高度有序的ZnO PCs,并利用光還原法對ZnO PCs進行改性,得到Ag/ZnO光子晶體復合材料。光子禁帶位于541nm處的Ag/ZnO PCs對RhB的降解速率是Ag/ZnO納米粒子的2.8倍,這可以歸因于其獨特的光子晶體結構、慢光子效應以及Ag的電子陷阱作用等三方面的協(xié)同效應。（2）利用連續(xù)離子層吸附反應法（SILAR）對ZnO光子晶體進行改性,得到CuS/ZnO光子晶體復合材料。光子禁帶位于532 n... 

【文章來源】：福州大學福建省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?Ｔｉ０２光催化基元反應步驟及特征時間

光生電子和空穴能在兩者之間轉移，從而促進載流子的分離并降低載流子的復合率。??半導體－半導體異質(zhì)結的結構一般分為交錯排列（Ｉ型）、階梯排列（ＩＩ型）、Ｚ機制、ｐ－ｎ??結結構和同質(zhì)結結構［５（）］。其中Ｉ型和ＩＩ型結構如圖１－２所示，對于Ｉ型結構來說，??一種半導體的導帶和價帶在另一種半導體的導帶和價帶之間，因此電子和空穴可以??從右側的半導體傳輸?shù)阶髠鹊陌雽w，反之則不行。而對于ＩＩ型結構來說，電子和??空穴的遷移方向正好相反從而形成了一個閉合回路，這有利于光生載流子的有效分??離，使催化性能提高。??８６３３６１｛１１〇仙（１等［５１］人分別構建了?Ｃｕ２０／Ｔｉ０２，?Ｂｉ２０３／Ｔｉ０２?以及?ＺｎＭｎ２０４／Ｔｉ０２?異??質(zhì)結，并分別在紫外光以及模擬太陽光條件下測試了樣品降解酸性橙ＩＩ的活性，結??果表明復合物的光催化降解活性均要高于單一的半導體，而且調(diào)控兩種半導體之間??的比例會改變光催化降解的活性。Ｈｏｎｇ等［３７］研究者制備了?ＢｉＶ０４／Ｗ０３電極異質(zhì)結

體有電子禁帶，而類似的光子晶體有光子禁帶（ＰＢＧ），而且光子晶體能像半導體??調(diào)控電子運動那樣調(diào)控光子運動。光子晶體通常根據(jù)它們周期性的維度進行分類，??具體可以分為３Ｄ光子晶體、２Ｄ光子晶體以及１Ｄ光子晶體［５９］，如圖１－３所示。由??于光子晶體在光電領域以及光集成領域具備良好的應用潛力而受到廣泛關注，從而??成為該領域的研宄熱點。??３Ｄ?２Ｄ?１Ｄ??圖１－３三維、二維、一維光子晶體結構示意圖。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ?ｏｆ?ｐｈｏｔｏｎｉｃ?ｃｒｙｓｔａｌｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ．??７??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Photonic band structure of one-dimensional metal/dielectric structures calculated by the plane-wave expansion method[J]. ZONG YiXin,XIA JianBai.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2015(07)



本文編號：3309839