近幾個世紀,人類社會工業(yè)和經(jīng)濟的不斷發(fā)展,是以大量化石燃料的消耗為基礎,從而造成能源短缺和環(huán)境污染問題日益加劇,這已經(jīng)成為制約人類社會發(fā)展和影響人們身體健康的關鍵因素。近年來,納米半導體光催化材料在太陽能轉化為化學能,從而被用來去除有機廢水中的污染物和分解水產(chǎn)出氫氣轉化為氫能源等方面受到了廣泛的研究。這是因為太陽能具有儲量豐富、潔凈安全、經(jīng)濟環(huán)保的優(yōu)點,而且轉化成的氫能是一種清潔能源,其燃燒產(chǎn)物為水,無二次污染。因此,光催化技術也逐漸成為國內(nèi)外學者廣泛關注和研究的對象。鈮/鉭酸鹽作為一種半導體光催化劑,在利用太陽能光催化分解水制氫和光催化降解有機污染物方面,近些年受到了廣大學者的深入研究。這是因為鈮/鉭酸鹽具有良好的光催化活性、選擇性及化學反應穩(wěn)定性。然而,鈮/鉭酸鹽的帶隙一般較寬,只可吸收太陽光譜中的紫外光,從而導致太陽能利用率極低,這大大限制了其在實際中的應用。因此,如何提高鈮/鉭酸鹽對太陽能的轉化率和分解水產(chǎn)氫效率仍是一項巨大的挑戰(zhàn)。近幾年,通過貴金屬沉積、金屬及非金屬離子摻雜、構筑復合光催化劑等方法調(diào)控鈮/鉭酸鹽的太陽能轉化效率并應用在水污染治理和分解水制氫等領域成為研究熱點之...

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圖1.1光解水制氫能源體系[23]

圖1.1光解水制氫能源體系[23]Fig.1.1Thesystemofphotocatalytichydrogengeneration[23]2半導體能帶結構及光催化機理光催化劑是一類半導體材料，而半導體能作為光催化劑是由其內(nèi)部能帶結構決定的，半導體的能帶結構....

圖1.2半導體光催化材料的催化過程示意圖

江蘇大學博士學位論文式（1）。發(fā)的電子則與半導體表面吸附的溶液中的O2分子反應，生成·O2-（2）；另一方面，·O2-自由基還是表面·OH自由基的另一個來源，如（3）（4）：O2+e-·O2-（2）2·O2-+2e-H2O2+O2（3）H2O2+·O2-·OH+O....

圖1.3一些半導體光催化材料的能帶結構

半導體材料的晶型對于光催化劑的催化性能起著至關重要的作用。這是因導體材料的不同晶型，其內(nèi)部的能帶結構和表面態(tài)則不同，對光催化反應效是有著極其影響。比如TiO2，就有銳鈦礦型、金紅石型和板鈦礦型三種。其中作光催化劑的是銳鈦礦型和金紅石型[25]。板鈦礦型的TiO2人工合成非常困....

圖1.4敏化劑敏化作用Fig.1.4Schematicdiagramillustratingofsensitizer.

鈮/鉭基催化劑的制備及其太陽能轉換研究粒子尺寸足夠小，半導體光催化劑的能隙會變寬，影響半導體對光的吸收。同時隨著半導體材料粒徑的減小，光生電子和空穴在顆粒內(nèi)部的復合機率也會逐漸增加，從而降低光催化劑的反應活性。因此，對光催化劑粒徑的尺寸大小需要進行一定的調(diào)控。（6）表面敏化通過在....

本文編號：3994828