CeO₂是一種被廣泛研究的半導體光催化劑,既可用于光催化分解水制氫,也可用于光催化降解有機污染物,但由于其禁帶寬度較寬、光響應范圍較窄、太陽能利用率較低,在很大程度上限制了其在環(huán)境與能源領(lǐng)域的應用。因此,開發(fā)具有可見光響應的高效CeO₂光催化劑具有重要的研究意義。本文采用水熱法和高溫煅燒法成功合成了兩種具有不同形貌的CeO₂納米帶和納米粒子,并且都具有可見光響應。為了進一步提高他們的光催化性能,對所制備的CeO₂光催化劑進行了改性,制備了Bi₂O₃/CeO₂和COF/Ce O₂納米復合光催化劑。通過XRD、SEM、TEM、DRS、XPS、BET、PL、OTCS、EIS等,對所制備的樣品進行了表征,分析了樣品的形貌、晶體結(jié)構(gòu)、導電率以及光吸收情況等,并在可見光輻照下,測試了所合成光催化劑的光催化分解水制氫的活性和循環(huán)穩(wěn)定性。此外,還對Bi2O3/CeO₂和COF/Ce O₂

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 半導體光催化概述
        1.1.1 半導體光催化的研究背景
        1.1.2 半導體光催化的基本原理
    1.2 影響光催化反應的因素
        1.2.1 光催化劑的晶體結(jié)構(gòu)和晶格缺陷
        1.2.2 光催化劑的能帶位置和禁帶寬度
        1.2.3 光催化劑的比表面積和粒子尺寸
    1.3 提高光催化性能的方法
        1.3.1 離子摻雜
        1.3.2 貴金屬負載
        1.3.3 半導體耦合
    1.4 新型光催化劑的發(fā)展
        1.4.1 金屬氧化物光催化劑
        1.4.2 固溶體型納米光催化劑
        1.4.3 金屬有機框架(MOF)光催化劑
        1.4.4 共軛有機骨架(COF)光催化劑
    1.5 光催化劑的應用領(lǐng)域
        1.5.1 解決環(huán)境問題
        1.5.2 緩解能源危機
        1.5.3 殺菌和凈化空氣
    1.6 選題背景及研究內(nèi)容
第2章 實驗部分
    2.1 實驗材料及儀器設(shè)備
        2.1.1 主要試劑
        2.1.2 主要儀器設(shè)備
    2.2 催化劑的制備
        2.2.1 CeO₂納米帶的制備
        2.2.2 Bi₂O₃納米粒子的制備
        2.2.3 Bi₂O₃/CeO₂ 納米復合材料的制備
        2.2.4 CeO₂納米粒子的制備
        2.2.5 苯并惡唑基COF材料的制備
        2.2.6 苯并惡唑基COF/CeO₂ 復合光催化劑的制備
    2.3 光催化劑的表征和分析
        2.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡分析(SEM)
        2.3.3 透射電子顯微鏡分析(TEM)
        2.3.4 紫外-可見漫反射光譜分析(DRS)
        2.3.5 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.3.6 光致發(fā)光熒光光譜分析(PL)
        2.3.7 電化學測試分析(OTCS、EIS)
        2.3.8 比表面積分析(BET)
        2.3.9 傅里葉紅外轉(zhuǎn)換光譜分析(FT-IR)
    2.4 光催化性能測試
第3章 CeO₂納米材料的表征與光催化性能研究
    3.1 CeO₂納米帶的分析表征
        3.1.1 XRD分析
        3.1.2 SEM分析
        3.1.3 DRS分析
        3.1.4 CeO₂納米帶的光催化分解水產(chǎn)氫性能
    3.2 CeO₂納米粒子的分析表征
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 SEM分析
        3.2.3 DRS分析
        3.2.4 BET分析
        3.2.5 FT-IR分析
    3.3 CeO₂納米粒子的光催化分解水產(chǎn)氫性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Bi₂O₃/CeO₂ 納米復合材料的表征與光催化性能研究
    4.1 Bi₂O₃/CeO₂ 納米復合材料的表征
        4.1.1 XRD分析
        4.1.2 SEM分析
        4.1.3 TEM分析
        4.1.4 XPS分析
        4.1.5 PL分析
        4.1.6 OTCS分析
        4.1.7 EIS分析
    4.2 Bi₂O₃/CeO₂ 納米復合材料的光催化分解水產(chǎn)氫性能
    4.3 Bi₂O₃/CeO₂ 納米復合材料的光催化分解水機理
    4.4 本章小結(jié)
第5章 COF/CeO₂ 納米復合材料的表征與光催化性能研究
    5.1 COF/CeO₂ 納米復合光催化劑的表征
        5.1.1 XRD分析
        5.1.2 SEM分析
        5.1.3 TEM分析
        5.1.4 DRS分析
        5.1.5 XPS分析
        5.1.6 BET分析
        5.1.7 FT-IR分析
        5.1.8 OTCS分析
        5.1.9 EIS分析
    5.2 COF/CeO₂ 納米復合材料的光催化分解水產(chǎn)氫性能
    5.3 COF/CeO₂ 納米復合材料的光催化分解水機理
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝



本文編號：3829533