近年來,為了應對日益嚴重的能源緊缺和環(huán)境污染問題,半導體光催化技術得到快速的發(fā)展,借助催化過程的氧化還原反應,不僅可以將水分解為氧氣和氫氣,也可以降解水中的有機污染物。傳統(tǒng)的TiO₂光催化劑由于帶隙較寬,僅能利用太陽光中能量占比不足5%的紫外光,在光催化領域的應用受到極大限制,因此開發(fā)一種具有適宜能帶結構的新型光催化材料尤為重要。釩酸鉍因其環(huán)境友好、成本低廉和合適的能帶結構等優(yōu)點成為一種新興的光催化劑并引起了廣泛關注。但是釩酸鉍電子-空穴超過60%的復合率、表面吸附能力差和電子轉移速率慢等問題也制約了其在光催化領域的應用。因此,通常采用形貌控制、摻雜、復合等方法對釩酸鉍進行改性以提高其光催化活性。鑭系元素具有豐富的能級結構和特殊的上轉換發(fā)光效應,可以有效應對釩酸鉍的上述問題,近年來鑭系元素摻雜釩酸鉍相關的研究也吸引了學者的廣泛關注。針對釩酸鉍的缺點和鑭系元素特殊的物化性質,采用簡單的水熱法制備了一系列鑭系元素摻雜的釩酸鉍。通過對摻雜比例、水熱時間和前驅體pH等條件的控制,構建了一種利用多種催化機理共同作用的釩酸鉍光催化劑。同時也研究了鑭系元素摻雜對釩酸鉍晶相的影響...

【文章頁數】：131 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 半導體光催化原理
    1.2 半導體光催化劑的研究進展
    1.3 釩酸鉍光催化劑及其發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 釩酸鉍的制備方法
    1.5 釩酸鉍光催化劑活性的影響因素
    1.6 釩酸鉍光催化劑的改性方法
    1.7 鑭系元素及其上轉換發(fā)光效應
    1.8 本論文的研究思路和主要研究內容
第二章 實驗方法
    2.1 化學試劑和實驗儀器
    2.2 測試與表征方法
第三章 釹摻雜釩酸鉍的性質及其光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 釹摻雜釩酸鉍樣品的制備
    3.3 釹摻雜釩酸鉍表征結果與討論
        3.3.1 釹摻雜釩酸鉍的X射線衍射譜
        3.3.2 釹摻雜釩酸鉍的X射線光電子能譜
        3.3.3 釹摻雜釩酸鉍的電感耦合等離子質譜表征
        3.3.4 釹摻雜釩酸鉍的掃描電子顯微圖像
        3.3.5 釹摻雜釩酸鉍的透射電鏡和高分辨透鏡分析
        3.3.6 釹摻雜釩酸鉍的紫外-可見漫反射吸收光譜
        3.3.7 釹摻雜釩酸鉍的光催化活性測試
        3.3.8 不同pH值下釹摻雜釩酸鉍樣品的表征
        3.3.9 釹摻雜釩酸鉍的紫外光電子能譜
        3.3.10 釹摻雜釩酸鉍的光催化機理探討
    3.4 本章小結
第四章 鉺摻雜釩酸鉍的性質及其光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 鉺摻雜釩酸鉍樣品的制備
    4.3 鉺摻雜釩酸鉍樣品的表征與討論
        4.3.1 鉺摻雜釩酸鉍的X射線衍射譜分析
        4.3.2 鉺摻雜釩酸鉍的X射線光電子能譜分析
        4.3.3 鉺摻雜釩酸鉍的電感耦合等離子發(fā)射質譜分析
        4.3.4 鉺摻雜釩酸鉍的掃描電鏡和能量色散光譜
        4.3.5 鉺摻雜釩酸鉍樣品的紫外-可見漫反射譜
        4.3.6 鉺摻雜釩酸鉍樣品的拉曼光譜
        4.3.7 鉺摻雜釩酸鉍樣品的透射電鏡分析
        4.3.8 鉺摻雜釩酸鉍樣品的光催化性能測試
        4.3.9 鉺摻雜釩酸鉍光催化原理分析
        4.3.10 鉺摻雜釩酸鉍形貌演化過程分析
    4.4 本章小結
第五章 釹、鉺共摻雜的釩酸鉍及其光催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗方法
    5.3 釹、鉺共摻雜釩酸鉍表征結果與討論
        5.3.1 釹、鉺共摻雜釩酸鉍的X射線衍射譜
        5.3.2 釹、鉺共摻雜釩酸鉍的X射線光電子能譜
        5.3.3 釹、鉺共摻雜釩酸鉍的紫外-可見漫反射吸收譜
        5.3.4 釹、鉺共摻雜釩酸鉍的掃描電鏡圖
        5.3.5 釹、鉺共摻雜釩酸鉍的拉曼光譜
        5.3.6 釹、鉺共摻雜釩酸鉍的光催化活性
        5.3.8 釹、鉺共摻雜釩酸鉍的熒光光譜
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀博士學位期間的科研成果
致謝



本文編號：3750334