隨著社會工業(yè)化不斷加快和人口快速增長,環(huán)境污染與能源短缺已經(jīng)成為當(dāng)今人類可持續(xù)發(fā)展所面臨的兩大主要挑戰(zhàn)。太陽能因其儲量豐富、易獲取、清潔且取之不盡等特點而受到廣泛關(guān)注。半導(dǎo)體光催化技術(shù)可以將太陽能直接轉(zhuǎn)化為可儲存運輸?shù)幕瘜W(xué)能如氫氣或甲醇等能量載體,也可將它作為動力驅(qū)動光催化氧化還原反應(yīng)進而處理環(huán)境中難以降解的有機或無機污染物。過渡金屬硒化物具有獨特的電子能帶結(jié)構(gòu)、類過氧化氫酶特性、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且地球儲量豐富等優(yōu)勢,使其成為一類極具發(fā)展前景的光催化材料。但單一半導(dǎo)體光催化劑由于光捕獲能力弱、光生電荷分離效率低、表界面反應(yīng)速率慢以及選擇性差等因素嚴(yán)重制約了實際應(yīng)用。因此,如何合理設(shè)計與開發(fā)新穎的硒化物光催化體系,精確調(diào)控材料的結(jié)構(gòu)組成和微觀形貌,優(yōu)化表界面反應(yīng)活性位點以實現(xiàn)光催化反應(yīng)過程的高活性和高選擇性,仍是目前光催化技術(shù)最核心的問題。本論文以過渡金屬硒化物（FeSe₂和NiSe₂）、石墨相氮化碳（g-C₃N₄）和紅磷（RP）為主要研究對象,通過形貌調(diào)控和異質(zhì)結(jié)構(gòu)建等策略成功構(gòu)筑了二維-二維面內(nèi)異質(zhì)...

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氫氣的制備途徑
        1.2.1 化石燃料制氫
        1.2.2 生物質(zhì)制氫
        1.2.3 電解水制氫
        1.2.4 光催化制氫
    1.3 半導(dǎo)體光催化技術(shù)概述
        1.3.1 光催化反應(yīng)基本原理
        1.3.2 光催化技術(shù)的主要影響因素
    1.4 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)界面接觸類型以及電子轉(zhuǎn)移方式
        1.4.1 異質(zhì)結(jié)界面接觸類型
        1.4.2 異質(zhì)結(jié)界面電子轉(zhuǎn)移方式
    1.5 幾種常見光電催化材料介紹及性能研究進展
        1.5.1 石墨相氮化碳光催化劑介紹及性能研究進展
        1.5.2 紅磷光催化劑介紹及性能研究進展
        1.5.3 過渡金屬硒化物光電催化劑介紹及性能研究進展
    1.6 論文的選題思路、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
第二章 過渡金屬硒化物(MSe₂,M=Fe和 Ni)的制備及其光催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑與儀器
        2.2.2 FeSe₂納米片的制備
        2.2.3 NiSe₂納米顆粒的制備
        2.2.4 材料表征
        2.2.5 分解水產(chǎn)氫和穩(wěn)定性研究
    2.3 實驗結(jié)果與討論
        2.3.1 形貌和結(jié)構(gòu)特性表征
        2.3.2 光響應(yīng)和載流子傳輸性能
        2.3.3 光催化產(chǎn)氫性能及機理研究
    2.4 本章小結(jié)
第三章 FeS-FeSe₂ 二維-二維面內(nèi)異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建及其光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑與儀器
        3.2.2 催化劑的制備
        3.2.3 材料表征
        3.2.4 分解水產(chǎn)氫和穩(wěn)定性研究
        3.2.5 亞甲基藍(MB)和Cr(Ⅵ)的去除性能測試
        3.2.6 活性物種檢測
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 形貌和結(jié)構(gòu)特性表征
        3.3.2 光催化活性表征
        3.3.3 復(fù)合樣品的光催化增強機制分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 FeSe₂/g-C₃N₄ 二維/二維面面異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建及其光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑與儀器
        4.2.2 催化劑的制備
        4.2.3 材料表征
        4.2.4 分解水產(chǎn)氫和穩(wěn)定性研究
        4.2.5 亞甲基藍(MB)和Cr(Ⅵ)的去除性能研究
        4.2.6 活性物種檢測
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 形貌和結(jié)構(gòu)特性表征
        4.3.2 光催化活性表征
        4.3.3 復(fù)合樣品的光催化增強機制分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 NiSe₂/RP零維/三維點面異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建及其光催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗試劑與儀器
        5.2.2 催化劑的制備
        5.2.3 材料表征
        5.2.4 分解水產(chǎn)氫和穩(wěn)定性研究
        5.2.5 亞甲基藍(MB)和Cr(Ⅵ)的去除性能研究
        5.2.6 活性物種檢測
    5.3 實驗結(jié)果與討論
        5.3.1 形貌和結(jié)構(gòu)特性表征
        5.3.2 光催化活性測試
        5.3.3 復(fù)合樣品的光催化增強機制分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
作者簡介



本文編號：4014322