環(huán)境污染和能源枯竭這兩大亟需解決的全球問題,嚴(yán)重制約了人類文明的發(fā)展進(jìn)程,使全球各國積極解決能源危機(jī)與環(huán)境污染問題,尋求清潔、高效、可再生、環(huán)境友好型、可持續(xù)發(fā)展的替代能源成為各國的共識。隨著科學(xué)的進(jìn)步,出現(xiàn)了一種新型解決方法——光催化分解水制氫,將無窮無盡的太陽能轉(zhuǎn)化為清潔的氫能,這是一種具有研究潛力和深遠(yuǎn)意義的新能源獲得途徑。在光催化分解水制氫的發(fā)展過程中,根據(jù)光催化特性設(shè)計(jì)合成光催化劑成為了重點(diǎn)與難點(diǎn)。經(jīng)過科學(xué)家不懈的努力,在光催化劑的設(shè)計(jì)上已經(jīng)取得了驕人的成績。如今無機(jī)半導(dǎo)體和有機(jī)半導(dǎo)體應(yīng)用于光催化分解水產(chǎn)氫的研究已經(jīng)十分透徹,Pt、Au、Ag等貴金屬的等離子共振光催化分解水產(chǎn)氫的更是研究的熱點(diǎn),但廉價(jià)易得的Cu作為等離子體應(yīng)用于光催化的研究卻是屈指可數(shù),這是因?yàn)楫?dāng)銅納米粒子與空氣接觸時,由于其活潑的化學(xué)活性使得其極易被氧化形成銅氧化物,影響Cu納米粒子的等離子體共振效應(yīng),進(jìn)而降低Cu納米粒子的光催化活性。因此,為了防止銅納米粒子被氧化和團(tuán)聚,一種理想且可行的方法就是將銅納米粒子負(fù)載在石墨烯上。眾所周知,石墨烯擁有超大比表面積,超高導(dǎo)電率和超強(qiáng)透光性,可為光催化反應(yīng)提供大量活性... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯及其衍生物Fig.1-1.Schematicdiagramsofgrapheneanditsderivatives由于石墨烯是導(dǎo)帶和價(jià)帶相交的零帶隙獨(dú)特結(jié)構(gòu)，理論上石墨烯對于任何波長都有

.3.1 無機(jī)半導(dǎo)體TiO2基無機(jī)半導(dǎo)體是研究得最深入的光催化劑，但因?yàn)槠浣麕挾葹?3.2eV，對可光的利用率低，所以科研工作者采取了多種方式來提高光催化效率。.3.1.1 摻雜提高光催化劑對可見光有活性的一個最有效的方法是通過摻雜金屬離子，在能帶上生雜質(zhì)能級。圖 1-2 顯示了捐贈能級和接受能級在禁帶中的位置，也顯示了摻雜有金離子能使半導(dǎo)體對可見光有響應(yīng)活性。為增強(qiáng) TiO2光催化劑的活性，科學(xué)家們廣泛研究了摻雜了過渡金屬和稀土金屬后的影響。由于摻雜離子和 TiO2的電子耦合效應(yīng)，得摻雜離子可以減小 TiO2的能帶寬度，在 TiO2價(jià)帶之上或者導(dǎo)帶之下引入雜質(zhì)能級增大可見光吸收光譜。另外，摻雜物可以作為引誘中心，有效地使光生電子從光生電-空穴對中分離，并且雜質(zhì)能級能延長光生電子-空穴對的有效期，保持高光催化活性。

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文雖然摻雜金屬可以延長光吸收到可見光區(qū)域，但是增加的捐贈能級和接受能級是相分離的，通常情況下他們會作為電子-空穴對的重復(fù)合中心，從而使電子-空穴對減少。此摻雜金屬不是一個完美的方法，這其中要在增強(qiáng)光子吸收和高重復(fù)合率中做出權(quán)衡。摻雜非金屬離子是另一個能減小能帶、實(shí)現(xiàn)光催化劑對可見光有活性的方法。這種法已經(jīng)被廣泛研究，用于改變 TiO2和 ZnO 這類只對紫外光有活性的光催化劑。如圖-3a 所示，摻雜非金屬離子通常是使價(jià)帶邊上移，而不是在禁帶形成捐贈能級。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雞蛋花中化學(xué)成分及生物活性研究進(jìn)展[J]. 洪挺,余勃,陸豫,邱聲祥.  天然產(chǎn)物研究與開發(fā). 2011(03)
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本文編號：3540742