過去幾十年來,工業(yè)的發(fā)展帶來了水污染問題和能源問題解決這些問題已迫在眉睫。半導(dǎo)體光催化技術(shù)被人們廣泛的認(rèn)為是解決能源問題和水污染問題的有效方法。β-In2S3是缺陷尖晶石結(jié)構(gòu)的窄帶縫的光催化劑,由于能在可見光下響應(yīng)而被廣泛的應(yīng)用在光催化領(lǐng)域。本課題通過調(diào)控反應(yīng)條件制備出具有良好光催化性能的純相In2S3光催化劑。成功的合成了 RGO@In2S3復(fù)合催化劑、Ag/In2S3光催化劑和RGO/Ag/In2S3三元光催化劑,有效的抑制了 In2S3光生載流子的復(fù)合,提高了材料的光催化性能。（1）通過優(yōu)化水熱法過程中的反應(yīng)溫度和溶劑（水和乙醇的比例）合成In2S3光催化劑。研究了不同反應(yīng)條件下合成的In2S3光催化劑的形貌、結(jié)構(gòu)、光電性能和光催化性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明:當(dāng)反應(yīng)溶劑是水、反應(yīng)溫度180℃時,水熱反應(yīng)12 h時合成的In2S3光催化劑具有優(yōu)異的結(jié)晶性,這有效的促進(jìn)了光生載流子的分離和傳輸。（2）采用一步水熱法成功制備了 RGO@In2S3光催化劑。通過調(diào)控GO加入量來研究RGO@In2S3光催化劑的形貌、微觀結(jié)構(gòu)、光電性能及光催化性能的影響。結(jié)果表明:在RGO和In2S3費米能級... 

【文章來源】：陜西科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?ｐ－ｎ光催化反應(yīng)過程機(jī)理圖［１８］??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ＾１８】??

生本質(zhì)上的改變，如會產(chǎn)生光吸收藍(lán)移、能帶寬化??等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都有助于材料光催化性能的改善。??－２？ｒ?Ｎ，＇＇??｜?減咖?ｂａｎｄ?Ｓｌｔ．??ｈＨｎｉｉｉＭｉ?＇＇．ｌｉａｓ?＾?／ｉ－＾ｕｕｏ??（－ｎ?ＩＨＶｌＵ?ｒ），??ｉ?ｉ?Ｉ?＞?一?＞?／ｎ〇ｒ，＜，?■?—ＨＯ；＞ａｑＭ＾??，？?｜－５?０?＊?２?■?＾??Ｗｉ?＾?＂?＇?■?—，？鑛??丨?！?＋?Ｈ?１?札ｄ?ｎｌ?山：??Ｖｔｋｎｃｃ?ｈａｎｄ???１?－８?ｏ?Ｌ??圖１－２常見半導(dǎo)體光催化劑能帶結(jié)構(gòu)［２°１??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｂａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｃｏｍｍｏｎ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ１２０】??（３）光生載流子的分離和遷移效率。在光能的激發(fā)下，光催化劑的價帶電子受到激??發(fā)遷移到導(dǎo)帶，在價帶留下對應(yīng)的光生空穴，即產(chǎn)生了成對的電子－空穴對。電子－空穴對??會直接或者間接的參與整個光催化反應(yīng)過程。但是激發(fā)的電子和空穴對中部分／大部分的??電子和空穴發(fā)生從新復(fù)合，電子和空穴的復(fù)合是阻礙材料光催化性能提升的重要原因之??一。因此，改善電子－空穴分離效率是提高光催化劑性能的重要途徑１２２１，常見的措施有調(diào)??控形貌結(jié)構(gòu)［？２５】、構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)＾２６—２８１、與碳材料復(fù)合ｌ２Ｗ１１、助催化劑的改性［＆３４１等，??這些措施會在后文進(jìn)行詳細(xì)陳述。??１．３?Ｉｎ２Ｓ３材料研宄背景及應(yīng)用??１．３．１?ＩｍＳ３材料的研宄背景??硫化銦（Ｉｎ２Ｓ３，?ｉｎ－ＩＶ族硫化物）一種重要的半導(dǎo)體材料。主要有三種晶型，分別是缺??陷立方結(jié)構(gòu)的ａ－ｌｎ２Ｓ３、缺陷尖晶石結(jié)構(gòu)的（３－Ｉｎ２Ｓ

載流子的??復(fù)合得到了抑制，丨ｎ２Ｓ３／Ｂｂ〇２Ｃ〇３對ＲｈＢ的降解效率分別是丨ｎ２Ｓ３＊?Ｂｉ２０２Ｃ０３?３倍和５??倍，且ＩｍＳ３／Ｂｉ２〇２Ｃ０３具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。??，?ＳＣＩ?ｓｅｎ?■、?ＳＣＩ?ｓｅｎ?ｓｃｉ?ｓａｉ?ｊ??（？）?、?（ｂ）?１一￣⑷：???Ｄ＜Ｖ？?＊?１【?＊?Ｉｔ?Ｚ?“ＴＴＦ＂疆?Ｌ??Ｔｙｐｅ?Ｉ?ｈｃｔｃｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ?Ｔｙｐｅ?ＩＩ?ｈｃｔｃｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ?Ｔｙｐｅ?ＩＩＩ?ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ??圖１－３?：⑻丨型（嵌入式屏質(zhì)結(jié)；（ｂ）ｉｉ型（交錯式）異質(zhì)結(jié)；（ｃ）ｉｎ型（斷裂式屏質(zhì)結(jié)［６７】??Ｆｉｇ．１－３：?Ｔｙｐｅ?Ｉ?ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ；?（ｂ）?Ｔｙｐｅ?ＩＩ?ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ；?（ｃ）?Ｔｙｐｅ?ＩＩＩ?ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎｔ６７！??進(jìn)一步為解決異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致電子和空穴的氧還原能力降低的問題，研究者們發(fā)現(xiàn)可??以通過設(shè)計Ｚ－型結(jié)構(gòu)光催化劑來有效解決該問題。Ｚ－型結(jié)構(gòu)包括直接型Ｚ－型結(jié)構(gòu)和間接??型Ｚ－型結(jié)構(gòu)（如圖１－４）；它不僅能起到普通異質(zhì)結(jié)構(gòu)分離載流子的作用，同時還不會損??害電子和空穴的氧化還原能力。Ｙａｎ＾等人通過水熱法和均勻沉淀法兩步合成??Ａｇ３Ｐ〇４／ＡｇＡｎ２Ｓ３，ＴＥＭ結(jié)果顯示在Ａｇ３Ｐ０４和丨ｎ２Ｓ３界面形成穩(wěn)定的Ａｇ３Ｐ０４－Ａｇ－Ｉｎ２Ｓ３間??接Ｚ－型異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。??ｗ?Ａ?．??Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ??（ａ？?ＳＣＩ?丄』（ｂ＞?ＳＣＩ?ｇ－Ｃ．Ｎ，??ｄｗ?＞＿Ｌｘａ?ｄｗ?Ｉ?ｖｎ??＂）Ｗｉｒｈ－ｈｈ???－Ｂ—Ｖ＞??ｊ??圖Ｍ：?Ｚ－型異

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Suitable energy platform significantly improves charge separation of g-C3N4 for CO2 reduction and pollutant oxidation under visible-light[J]. Amir Zada,Nauman Ali,Fazle Subhan,Natasha Anwar,Muhammad Ishaq Ali Shah,Muhammad Ateeq,Zahid Hussain,Khair Zaman,Momin Khan.  Progress in Natural Science:Materials International. 2019(02)
[2]原位反應(yīng)制備ZnS/還原氧化石墨烯復(fù)合材料及其光催化性能[J]. 鐵偉偉,杜兆禹,高遠(yuǎn)浩,朱聰旭.  復(fù)合材料學(xué)報. 2017(05)
[3]基于能帶結(jié)構(gòu)理論的半導(dǎo)體光催化材料改性策略[J]. 王丹軍,張潔,郭莉,申會東,付峰,薛崗林,方軼凡.  無機(jī)材料學(xué)報. 2015(07)
[4]Citric acid-assisted synthesis of nano-Ag/BiO Br with enhanced photocatalytic activity[J]. Xiuli Li,Xiaoming Mao,Xiaochao Zhang,Yunfang Wang,Yawen Wang,Hui Zhang,Xiaogang Hao,Caimei Fan.  Science China Chemistry. 2015(03)



本文編號：3420482