半導體光催化作為一種新興技術,在清潔能源開發(fā)利用和環(huán)境治理方面已經(jīng)受到研究者們的廣泛關注。在這種―綠色‖化學變化過程中,半導體光催化劑吸收太陽光激發(fā)產(chǎn)生活性電荷載流子,而后具有強氧化還原性的電荷載流子裂解水分子產(chǎn)生氫氣或者分解環(huán)境污染物。同時半導體光催化劑能夠保持自身結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的穩(wěn)定。然而目前大規(guī)模實際應用光催化技術的最大阻礙在于催化劑的可見光利用率低、電荷復合速率快、吸附性能差和分離困難。因此,尋找高效、高穩(wěn)定性且可大規(guī)模制備的可見光催化劑成為當前研究的一個重要任務。本文基于二維納米片構(gòu)建了零維（0D）球形疊層、一維（1D）納米管、二維（2D）多孔和三維（3D）三明治結(jié)構(gòu)的高效可見光催化劑,從催化劑構(gòu)性關系角度做了以下研究:一、通過在球形模板表面交替原位生長聚苯胺（PANI）和靜電自組裝鈦氧化物(Ti_0.91O₂)納米片,制備了0D疊層PANI/Ti_0.91O₂球形復合物。定向形成疊層結(jié)構(gòu)的主要原因是Ti_0.91O₂納米片（帶負電荷）和PANI（帶正電）... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

常見半導體的能級間隙、導帶和價帶能級位置相對于標準氫電極的示意圖

應機理體的能級間隙、導帶和價帶能級位置相對于標準氫電極ps and band-edge positions with respect to NHE for some semjishima 和 Honda 首次發(fā)現(xiàn) TiO2在紫外光照射下光化理論已經(jīng)取得了重大發(fā)展。目前，人們主要采[8]。對于半導體，它們的能帶分為充滿電子的價帶鄰兩能帶之間的空隙稱為禁帶，其大小記為能級間半導體的能級間隙、導帶和價帶能級位置如圖 1.1

圖 1.3 光催化反應（a）實驗室簡易裝置，（b）圓柱形反應器示意圖。Fig. 1.3 Schematic view of photocatalytic (a) experimental simple apparatus, (b) cylindrical reactor.作為一種新興的環(huán)境污染處理技術，半導體光催化與傳統(tǒng)治理技術相比具有以下優(yōu)點[19-21]：①半導體光催化是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能，通過化學氧化將有機污染物直接礦化分解為二氧化碳、水以及無毒害的無機酸。而傳統(tǒng)物理處理方法中的相轉(zhuǎn)移法（吸附法）和篩濾截留法（膜分離技術）只是通過物理作用將污染物富集并轉(zhuǎn)移，還需要進一步處理（如焚化、填埋），無法實現(xiàn)污染物的徹底降解，易造成二次污染。②半導體光催化是一種室溫深度氧化技術，無需高溫、高壓，能耗低。在環(huán)境溫度下即可將有機物完全分解，無二次污染，且反應裝置簡單（如圖 1.2）。而傳統(tǒng)的高溫焚燒法，設備復雜且耗能大，成本較高，并且存在燃燒不完全生成有毒有害廢氣物的缺點。③半導體光催化反應速度快，效率高，且無選擇性，能夠處理大部分的有機、


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