隨著工業(yè)化經濟的不斷發(fā)展,環(huán)境污染問題日益嚴重,特別是存在于工業(yè)廢水中的有機污染物和細菌嚴重污染了人類賴以生存的土壤和飲用水。在眾多治理措施中,綠色高效的半導體光催化技術可以直接利用太陽能降解有機污染物并且殺滅水中的細菌,對解決水污染問題具有重要意義。在半導體催化劑通過氧化還原反應降解有機污染物的過程中,影響氧化還原能力的因素主要是半導體對光的吸收能力和其內部光生電子空穴的分離速率。禁帶寬度大的半導體對光吸收能力弱,但是電子空穴分離的速率高;禁帶寬度小的半導體可以吸收更多的可見光,但是其導帶價帶距離接近不利于電子與空穴分離。因此,提高寬帶隙半導體的可見光吸收能力與有效分離窄帶隙半導體內部的電子空穴成為了目前國內外研究的重點與熱點。層狀鉍系半導體是一類新型的半導體催化劑,它們種類繁多,無毒無害,物理化學性能穩(wěn)定且具有優(yōu)良的光催化活性,同時因其具有獨特的層狀結構和良好的可見光響應而受到了廣泛的關注。層狀鉍系化合物由(Bi₂O₂)²⁺層與層間不同的離子構成堆疊的三明治結構,電子與空穴在層與層之間轉移,有利于電子空穴對的分離和化...

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1半導體的催化過程示意圖[14]

西北大學博士學位論文2但是，一些層狀鉍系半導體材料仍然只能吸收紫外光和小部分可見光，這極大限制了層狀鉍系半導體催化劑的應用。因此提高層狀鉍系半導體催化劑的可見光響應范圍與改善光催化反應過程中的氧化還原效率成為研究的主要方向。本論文主要通過離子摻雜，氧空位構建，異/同質結構建等方法....

圖1.2常見半導體的導帶價帶位置分布[17]

西北大學博士學位論文4分存在于半導體內部的電子與空穴則會發(fā)生復合生成電子空穴對。光生電子空穴的復合與分離是一個競爭的過程，即復合的電子空穴越多，用于發(fā)生氧化還原反應的電子和空穴就越少，因此通過對半導體的改性修飾來抑制其內部電子空穴的復合速率，可以提高光催化過程的效率。圖1.2常見....

圖1.3異質結的三種不同電子轉移機理示意圖

西北大學博士學位論文8定它們的轉移機制。因此從分離電子空穴的角度來看，構建半導體異質結是提高光催化性能最為有效的一種方式。圖1.3異質結的三種不同電子轉移機理示意圖。1.3鉍系半導體光催化劑的研究現(xiàn)狀鉍元素是存在于自然界的一種具有低放射性與毒性的重金屬元素，對人體沒有危害，也稱之....

圖1.4常見鉍基化合物的導帶價帶位置分布[47]

第一章緒論9圖1.4常見鉍基化合物的導帶價帶位置分布[47]1.3.1氯氧鉍氯氧鉍(BiOCl)是一種PbFCl型的四方晶系半導體，其結構如圖1.5所示，由沿著c軸方向的[Bi2O2]2+層和雙層Cl-層通過范德華力交替排列構成，這種具有各向異性的特殊層狀結構使得BiOCl顯示出....

本文編號：3921082