水污染的治理,尤其是水中有機(jī)污染物的處理,是世界性的難題。光催化技術(shù)是一種高效、安全、理想的環(huán)境友好型水污染治理手段。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,仍存在一些亟需解決的難題,例如太陽光利用率低等。以鉛鹵鈣鈦礦為代表的金屬鹵化物鈣鈦礦材料具有高光吸收系數(shù)、高載流子遷移率、長電荷擴(kuò)散長度、寬且可調(diào)的光吸收范圍等特性,是近幾年才應(yīng)用到光催化領(lǐng)域的新秀,并展示出優(yōu)良的光催化性能和巨大的發(fā)展?jié)摿?有望實(shí)現(xiàn)高效的催化效率。雖然金屬鹵化物鈣鈦礦的光催化性能良好,但是普遍存在穩(wěn)定性差的問題。本文以目前鹵化物鈣鈦礦光催化研究中應(yīng)用最廣泛的CsPbBr₃為基礎(chǔ),通過簡單的合成方法將CsPbBr₃與Cs₄PbBr₆復(fù)合來提高CsPbBr₃的穩(wěn)定性,研究CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆復(fù)合材料的光催化性能。制備了一系列銫鉛溴材料（CsPbBr₃、Cs₄PbBr₆、CsPbBr

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

金屬鹵化物鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)

1緒論3些八面體以角共享的方式連接在一起形成周期性排列的三維網(wǎng)絡(luò)，A填充在八面體間的空隙中。如圖1.1，展示了金屬鹵化物鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)。圖1.1金屬鹵化物鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)。（2）金屬鹵化物鈣鈦礦的基本性質(zhì)金屬鹵化物鈣鈦礦具有帶隙可調(diào)的特性，不僅可以通過調(diào)節(jié)鹵化物鈣鈦礦中鹵素原子的種類和混合鹵素原子的化學(xué)計(jì)量比來調(diào)節(jié)其帶隙的大小，而且還可以利用金屬鹵化物鈣鈦礦較強(qiáng)的量子限域效應(yīng)，通過調(diào)節(jié)鈣鈦礦的粒徑來調(diào)節(jié)帶隙。這一特性使得金屬鹵化物鈣鈦礦的發(fā)光波長可以覆蓋整個可見光范圍，同時也使其具有了可調(diào)的光吸收范圍。如圖1.2（a）所示，Chen等人通過調(diào)節(jié)氯、溴、碘元素的化學(xué)計(jì)量比，分別制備出了發(fā)藍(lán)光、綠光、黃光、紫光的鉛鹵鈣鈦礦[24]。圖1.2（b）中，Liu等人通過調(diào)節(jié)CsPbBr3納米線的直徑，使其可以發(fā)出藍(lán)色和綠色熒光[25]。金屬鹵化物鈣鈦礦還具有較高的光吸收系數(shù)，這是其廣泛應(yīng)用于太陽能電池領(lǐng)域的一大重要前提。此外金屬鹵化物鈣鈦礦材料還擁有較少的復(fù)合中心和較低的缺陷密度，因此具有較低非輻射復(fù)合率、較長載流子壽命的特性。圖1.2（a）樣品的吸收譜和PL譜，插圖是樣品在365nm紫外燈激發(fā)下的熒光照片[24]。（b）不同粒徑CsPbBr3的吸收譜和PL譜，插圖為相應(yīng)樣品在365nm紫外燈激發(fā)下的熒光照片[25]。

的納米尺寸和形貌。以CsPbBr3的合成為例，首先將離子源CsBr和PbBr2溶解在溶解度較高的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或二甲基亞砜（DMSO）中，并添加適量的表面活性劑油胺（OAm）和油酸（OA），攪拌形成前驅(qū)液。然后將上述前驅(qū)液添加到持續(xù)攪拌中的甲苯中，由于CsPbBr3在甲苯中溶解度極差，立即在甲苯中形成各種離子的高度過飽和狀態(tài)，在攪拌的激活下迅速再結(jié)晶生成CsPbBr3，其中OAm和OA通過表面功能化幫助晶體的尺寸調(diào)控和分散，圖1.3為相應(yīng)的合成示意圖[26]。過飽和再結(jié)晶法具有操作簡單、室溫合成、合成成本低等優(yōu)勢。圖1.3室溫過飽和再結(jié)晶法合成CsPbBr3[26]。（2）熱注入法熱注入法通常在140–200°C較高溫度的氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行。同樣以CsPbBr3的合成為例，首先合成前驅(qū)體油酸銫備用，將適量的十八烯和溴化鉛裝入三頸燒瓶中，并在120°C下真空干燥1小時，然后將適量油胺和油酸于120°C在氮?dú)鈿夥障伦⑷耄寤U完全溶解后，將溫度升高到140–200°C快速注入油酸

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3061022