光催化可以將太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,這已經(jīng)被認為是解決能源危機和環(huán)境問題最有效的手段之一。光催化主要依賴于光催化劑,而其中金屬基光催化劑占據(jù)了重要的地位,因此設(shè)計和開發(fā)高效的金屬基光催化劑至關(guān)重要。但是弱的吸光能力以及高的光激發(fā)電子和空穴的復(fù)合幾率限制了大多數(shù)金屬基光催化劑進一步應(yīng)用。因此通過對催化劑進行合理設(shè)計和制備,增加其光吸收和載流子（電子和空穴）的分離能力以達到提高其光催化性能的目的,成為當(dāng)下研究的熱點。本論文通過異質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)建和結(jié)構(gòu)調(diào)控等策略設(shè)計并制備高效金屬基光催化劑并對其催化性能進行研究。主要內(nèi)容分為以下幾個部分:（1）通過在UiO-66-NH₂表面原位生長MIL-101（Fe）形成多枝狀的UiO-66-NH₂@MIL-101（Fe）雙MOFs異質(zhì)結(jié)構(gòu),在光催化氧化苯乙烯過程中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。分析實驗結(jié)果表明其活性提高歸因于這種雙MOFs異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有強的吸光能力以及典型的type II結(jié)構(gòu)能有效的抑制光激發(fā)電子和空穴復(fù)合,從而提升其光催化性能;（2）通過靜電吸附法,實現(xiàn)將UiO-66-NH₂與Ti_... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

太陽能與其他能源資源的比較

的基本原理在光照的條件下，利用催化劑加速化學(xué)反應(yīng)的過程半導(dǎo)體材料。光催化的基本原理一般由以下四個步（I）首先反應(yīng)體系受外界光源照射，半導(dǎo)體光催化劑導(dǎo)體的帶隙能）的入射光（采光階段（1））;（II）半（VB）產(chǎn)生的電子（e-）非�；钴S，可以躍遷到導(dǎo)）中留下空穴（h+）（電荷激發(fā)階段（2））;（III）隨穴（h+）向表面遷移發(fā)生分離，同時在這個階段也空穴（h+）在半導(dǎo)體體相以及表面重新復(fù)合的可合階段（3）（4）（5））;（IV）最終分離的空穴（h+化還原反應(yīng)實現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的目標(biāo)（表））。

的范圍與半導(dǎo)體帶隙有直接關(guān)系[17]。紫外光響應(yīng)范圍是 200 nm-400 nm響應(yīng)范圍是 400 nm-800 nm，半導(dǎo)體光催化劑吸收光的波長越長，帶。因此半導(dǎo)體帶隙大于 3.15 eV，將僅僅吸收紫外光，若帶隙較小（Eg ，可以吸收可見光[18]。自 1972 年 Fujishima 和 Honda 兩位科學(xué)家利用 TiO2電極光電分解水工作以來[19]，由于 TiO2具有性質(zhì)穩(wěn)定、廉價無毒、環(huán)境友好，產(chǎn)量豐已經(jīng)在光催化領(lǐng)域被廣泛研究，然而如圖 1.3 所示，TiO2的帶隙能較大僅能吸收紫外光（<390 nm），太陽能利用率較低，進一步限制了光的效率[20-23]。隨著科學(xué)的逐漸深入，一些窄帶隙的半導(dǎo)體材料逐漸被究，如 Cu2O ~2.0 eV，CdS ~2.4 eV，g-C3N4~2.7 eV，Ta3N5~2.1 eV 和 T5 eV 可以吸收可見光[18, 24-27]。Band gap (eV) = 1240/ （nm）…… (1.1)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]金屬有機骨架材料制備雙金屬或多金屬催化材料及其應(yīng)用[J]. 邱健豪,何明,賈明民,姚建峰.  化學(xué)進展. 2016(07)



本文編號：2962403