TiO₂由于光催化活性高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且無毒環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)成為光催化領(lǐng)域最常用的催化劑,但因?yàn)槠浣麕л^寬、光生電子和空穴易復(fù)合而導(dǎo)致光催化性能受到限制。近年來出現(xiàn)的新型材料——碳量子點(diǎn)和光子晶體,為增強(qiáng)TiO₂光催化性能提供了新的途徑,但目前大部分研究局限于單獨(dú)使用碳量子點(diǎn)或光子晶體來提高TiO₂的光催化活性,提升效果十分有限。因此本論文提出碳量子點(diǎn)和光子晶體協(xié)同提高TiO₂光催化性能的研究,論文研究內(nèi)容如下:首先通過水熱法合成了粒徑均勻的摻雜氮（N）的碳量子點(diǎn)（NCQDs）,并考察了NCQDs在不同光源激發(fā)下的熒光性能。發(fā)現(xiàn)以氙燈為光源時(shí)測得的NCQDs的“上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能”其實(shí)是入射光的1/2倍頻光引起的普通熒光。而NCQDs在高頻激光光源的激發(fā)下,才存在真正的上轉(zhuǎn)換發(fā)光。因此,NCQDs并不能作為光束轉(zhuǎn)換器來促進(jìn)TiO₂對可見光的吸收。但由于NCQDs有良好的可見光吸收性能,因此可以作為光敏劑來拓寬TiO₂的吸收邊。其次,通過旋涂法制備了納米晶TiO

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

TiO2光催化原理示意圖

第1 章 文獻(xiàn)綜述進(jìn)一步驗(yàn)證 CQDs 能作為電子給體，他們將 CQDs 與硝酸銀溶液混合，用可照射，隨著照射時(shí)間的增加，表面等離子體吸收信號逐漸增強(qiáng)，表明溶液中g(shù) 單質(zhì)逐漸增多，而在相同條件下，溶液中不含 CQDs 時(shí)，并未檢測到 Ag 單生成，說明在可見光照射下，CQDs 產(chǎn)生光生電子引起了 Ag+的還原。Willia[36]發(fā)現(xiàn)了在光激發(fā)下從 CQDs 到 TiO2導(dǎo)帶的超快速電子注入，時(shí)間常數(shù)<15 hu 等[37]認(rèn)為 CQDs 在染料敏化太陽能電池中可作為電子快速傳輸通道，促進(jìn)電子從染料向 TiO2的注入，實(shí)驗(yàn)證明，在無 CQDs 和有 CQDs 協(xié)助的情況下子注入時(shí)間從 260~307 ps 降低至 90~106 ps，光電轉(zhuǎn)換效率從 8.81%提高0.15%，下圖 1.2 為 CQDs 作為電子傳輸通道的示意圖。

中國石油大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文“自下而上法”包括高溫?zé)峤夥╗41]，微波輻射法[42]和水熱法[43]等。高溫直接將碳源（如檸檬酸等）在高溫下煅燒獲得 CQDs。微波輻射法利用微源的水溶液，在數(shù)分鐘內(nèi)即可得到大量的 CQDs。水熱法是最便捷環(huán)保的使用檸檬酸、葡萄糖等有機(jī)碳源為原料，在反應(yīng)釜中經(jīng)高溫水熱反應(yīng)獲方法易于在 CQDs 中摻雜雜原子，因此被研究者廣泛應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)采用備 CQDs。


本文編號：3465025