近幾個世紀(jì),人類社會工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,是以大量化石燃料的消耗為基礎(chǔ),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(guān)鍵因素。近年來,納米半導(dǎo)體光催化材料在太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,從而被用來去除有機(jī)廢水中的污染物和分解水產(chǎn)出氫氣轉(zhuǎn)化為氫能源等方面受到了廣泛的研究。這是因?yàn)樘柲芫哂袃α控S富、潔凈安全、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),而且轉(zhuǎn)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(shù)也逐漸成為國內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注和研究的對象。鈮/鉭酸鹽作為一種半導(dǎo)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(jī)污染物方面,近些年受到了廣大學(xué)者的深入研究。這是因?yàn)殁?鉭酸鹽具有良好的光催化活性、選擇性及化學(xué)反應(yīng)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(dǎo)致太陽能利用率極低,這大大限制了其在實(shí)際中的應(yīng)用。因此,如何提高鈮/鉭酸鹽對太陽能的轉(zhuǎn)化率和分解水產(chǎn)氫效率仍是一項(xiàng)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(gòu)筑復(fù)合光催化劑等方法調(diào)控鈮/鉭酸鹽的太陽能轉(zhuǎn)化效率并應(yīng)用在水污染治理和分解水制氫等領(lǐng)域成為研究熱點(diǎn)之...

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【學(xué)位級別】：博士

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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(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及光催化機(jī)理光催化劑是一類半導(dǎo)體材料，而半導(dǎo)體能作為光催化劑是由其內(nèi)部能帶結(jié)構(gòu)決定的，半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)....

圖1.2半導(dǎo)體光催化材料的催化過程示意圖

江蘇大學(xué)博士學(xué)位論文式（1）。發(fā)的電子則與半導(dǎo)體表面吸附的溶液中的O2分子反應(yīng)，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(dǎo)體光催化材料的能帶結(jié)構(gòu)

半導(dǎo)體材料的晶型對于光催化劑的催化性能起著至關(guān)重要的作用。這是因?qū)w材料的不同晶型，其內(nèi)部的能帶結(jié)構(gòu)和表面態(tài)則不同，對光催化反應(yīng)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(zhuǎn)換研究粒子尺寸足夠小，半導(dǎo)體光催化劑的能隙會變寬，影響半導(dǎo)體對光的吸收。同時(shí)隨著半導(dǎo)體材料粒徑的減小，光生電子和空穴在顆粒內(nèi)部的復(fù)合機(jī)率也會逐漸增加，從而降低光催化劑的反應(yīng)活性。因此，對光催化劑粒徑的尺寸大小需要進(jìn)行一定的調(diào)控。（6）表面敏化通過在....

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