當(dāng)代人們對全球快速增長的能源需求和環(huán)境污染問題日益關(guān)注�？紤]到可持續(xù)性、豐富性及對環(huán)境友好等特點,太陽能的有效利用及轉(zhuǎn)換是解決目前能源和環(huán)境問題最具前景的途徑之一。在利用太陽能的各種方法中,光催化技術(shù)作為一種條件溫和、能耗低、環(huán)境友好的污染治理新技術(shù),其核心是光催化材料。然而,單組分半導(dǎo)體光催化劑大多存在光利用率低、光生載流子復(fù)合速率快、易團聚、吸附性能差等缺點。探尋高效且廉價的非貴金屬助催化劑是改善半導(dǎo)體光催化劑性能的有效策略之一。由過渡金屬碳化物、氮化物或碳氮化物構(gòu)成的MXene材料是一類具有類石墨烯結(jié)構(gòu)的新型二維層狀化合物。該類材料具有良好的導(dǎo)電性,能夠滿足光生載流子的快速轉(zhuǎn)移;其表面親水性有利于與大部分半導(dǎo)體光催化劑結(jié)合并產(chǎn)生較強的相互作用;表面帶負電荷有利于對重金屬離子的吸附;豐富的暴露金屬位點為催化反應(yīng)提供了活性位點。上述優(yōu)點使其成為半導(dǎo)體光催化劑的理想的助催化劑。因此,本文基于碳化鈦（Ti3C2MXene）材料,構(gòu)建了二維（2D）,二維/二維（2D/2D）和三維（3D）中空等不同形貌的異質(zhì)結(jié)光催化劑,用于可見光催化去除環(huán)境廢水中的有機污染物苯酚和重金屬離子Cr（Ⅵ）。（1... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?（ａ）?Ｔｉ３ＡｌＣ２的剝離過程示意圖和（ｂ）對應(yīng)Ｔｉ３Ｃ２ＭＸｅｎｅ的ＳＥＭ圖［２］??

ｉｓｔｅｄ?Ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ?Ｅｔｃｈｉｎｇ?Ｍｅｔｈｏｄ??２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７??ｉ?１?＾?ｒ?Ｉ?＾?ｉ??Ｔｉ，Ｃｊ?Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ／?Ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ／?Ｏａｙ?（ｓｍａｌｌ?ｆｌａｋｅ）?Ｄｏｕｂｌｅ?Ｍ?Ｏｒｄｅｒｅｄ??ＨＦ?Ｅｔｃｈｉｎｇ?Ｍｅｔｈｏｄ?Ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ?ＬｉＦ／ＨＣｉ?Ｅｔｃｈｉｎｇ?ＭｅｔｈｃｘＪ?ＭＸｅｎｅｓ?Ｄｉｖａｃａｎｃｉｅｓ??、，??圖１－３?ＭＸｅｎｅ合成方法時間軸（從２０１１年到２０１７年）［５］??１．２．２?ＭＸｅｎｅ材料性質(zhì)??當(dāng)前常用的ＭＸｅｎｅ合成方法是溶液環(huán)境選擇性刻蝕ＭＡＸ前驅(qū)體，為了穩(wěn)??定Ｍ原子層的表面，獲得的多層ＭＸｅｎｅ發(fā)生進一步反應(yīng)在表面生成大量的官能??團（０Ｈ，?－０，?－Ｆ等）。這些表面官能團賦予了其良好的親水性，其它的力、電、??光、熱等性質(zhì)也可通過表面官能團和元素組成的改變而進行調(diào)控。很多學(xué)者在密??度泛函理論（ＤＦＴ）的框架通過第一＇性原理計算預(yù)測ＭＸｅｎｅ材料的性能。??１．２．２．１電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)??純粹的ＭＸｅｎｅ，例如Ｔｉｎ＋ｉＸｎ，表現(xiàn)出典型的金屬導(dǎo)電性質(zhì)問。??對Ｔｉｎ＋１Ｘｎ?（ｎ＝ｌ，２；?Ｘ＝Ｎ，?Ｃ）的電子和光學(xué)性質(zhì)進行了第一性原理研宄。結(jié)果??表明，由于氮原子比碳原子多出一個電子，且費米能級上的ＤＯＳ隨著層厚的增??加而減少，Ｔｉｎ＋１Ｎｎ比Ｔｉｎ＋１Ｃｎ具有更強的金屬性能。??由于形成額外的Ｔｉ－Ｘ鍵，含端基的ＭＸｅｎｅ則表現(xiàn)出半導(dǎo)體性質(zhì)。Ｋｈａｚａｅｉ??等［８］研宄了?Ｆ、ＯＨ和０基團表面官能化的Ｍ２Ｃ

原理計算并結(jié)合準(zhǔn)諧波近似，研宄了??Ｔｉｎ＋１Ｃｎ０２?（ｎ＝ｌ，２）的溫度依賴性結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。對ＭＸｅｎｅ中與溫度有關(guān)鍵??強度的計算表明，Ｔｉ３Ｃ２〇２中的Ｔｉ和Ｃ原子形成的結(jié)合力比Ｔｉ２Ｃ０２強，隨著溫??度的升高，Ｔｉ２Ｃ０２中原子鍵失去的剛性大于ＴｂＣ２〇２。在０Ｋ下，單層Ｔｉ２Ｃ０２和??Ｔｉ３Ｃ２０２的有效楊氏模量分別為５６５和４８２?ＧＰａ。溫度提高到１０００?Ｋ后，Ｔｉ２Ｃ０２??和Ｔｉ３Ｃ２〇２的楊氏模量分別降低到４６９?ＧＰａ和４４２?ＧＰａ。??ｍｔｍ??圖１－５?（ａ）?Ｔｉ３Ｃ２ＴｘＭＸｅｎｅ納米薄片ＳＥＭ圖片；三維皺褶形態(tài)的（ｂ）?ＳＥＭ圖像??和ＴＥＭ圖像；（ｄ）再水化的Ｔｉ３Ｃ２ＴｘＭＸｅｎｅ納米片［１５］??５１１此等［１５：１利用噴霧干燥法，在不借助任何模板的情況下，成功地將Ｔｉ３Ｃ２Ｔｘ??從二維扁平納米片轉(zhuǎn)變?yōu)槿S皺褶結(jié)構(gòu)。但樣品重新水化后，皺褶的納米片可以??重新變成二維納米片（圖１－５），說明變化是一個可逆的過程，ＭＸｅｎｅ具有很好??的柔性。??６??


本文編號：3507169