由于工業(yè)廢水的不合理排放,導致一些毒害性較強的有機污染物（例如偶氮染料、酚類、抗生素等）隨廢水的排放進入到環(huán)境中,導致景觀生態(tài)惡化、水生物生命喪失、人類飲用水源污染等諸多問題。由于有機污染物毒性大,而且對人體具有“三致”作用,所以由有機污染物引起的水體污染越來越受到重視。研究者們研發(fā)了一系列污水凈化的方法,例如:化學沉淀法、吸附法、電化學法等。然而這些傳統(tǒng)的修復技術(shù)存在耗能大、操作復雜、凈化效果不明顯、二次污染嚴重等問題,在實際應(yīng)用中受到限制。光催化技術(shù)以半導體光催化劑為環(huán)境修復材料,以太陽光為動力,直接將太陽能轉(zhuǎn)化成化學能,進而對有機污染物進行徹底氧化分解。該技術(shù)具有操作簡單、綠色節(jié)能、不易產(chǎn)生二次污染、凈化效果明顯、再生性能好等優(yōu)點。因此,光催化修復技術(shù)必然是未來一段時間內(nèi)環(huán)境修復技術(shù)領(lǐng)域工作重點。光催化技術(shù)的核心是半導體光催化劑,而提升光催化技術(shù)的實際應(yīng)用潛力在于提高光其催化效率。然而,光催化劑在實際應(yīng)用中仍然存在缺點與不足:（1）光源利用率低;（2）光生載流子的遷移與分離效率低;（3）不易分離與回收。本研究針對上述提到的缺點與不足,分別構(gòu)建了三種基于二維半導體材料核殼結(jié)構(gòu)的可見... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

環(huán)境污染狀況實例

而在價帶上留下具有強氧化性的空穴，光生電子-空穴對由此產(chǎn)生。光生電子-空穴對產(chǎn)生的示意圖如圖1.2 所示。這些具有強氧化還原特性的光生電子-空穴對隨后會遷移擴散至光催化劑的表面，光生電子將催化劑表面 O2還原為·O2，而 h+則將催化劑表面的 OH或 H2O 氧化成·OH。·O2與·OH 是光催化反應(yīng)中重要的活性物質(zhì)，光生電子、空穴、·O2以及·OH 進而與目標污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將目標分子徹底降解、礦化。顯然，光生電子-空穴對在光催化反應(yīng)中起到了至關(guān)重要的作用。而在光催化反應(yīng)過程中，光生電子-空穴對的（i）光生產(chǎn)生—A、（ii）遷移—B、（iii）參與反應(yīng)—C 這三個過程決定光催化反應(yīng)的效率。通過觀察圖 1.2 我們發(fā)現(xiàn)，這三個過程受到很多因素的影響，下面我們來依次討論。（i）A 過程—光生電子-空穴對的產(chǎn)生。影響該過程的主要因素有兩方面，入射光的最大波長 λ

然后通過煅燒過程得到結(jié)晶態(tài) TiO2，同時除去碳球模板，最后得到中空 TiO2納米球，其形貌如圖1.4 所示。該方法制備的 TiO2光催化劑具有較大的比表面積：117 cm2/g。紫外光照條件下 15 min 可將 RhB 完全降解。圖 1.3 不同反應(yīng)時間條件下得到的 TiO2的掃描和透射電鏡照片（a）1/24；（b）0.5；（c）1；（d）2；（e）7；（f）14 天(Li, 2007)Fig. 1.3 SEM and TEM (insets) images of the titania spheressynthesized for(a) 1/24, (b) 0.5, (c) 1, (d) 2, (e) 7, and (f) 14 days圖 1.4 （a）低倍率下中空 TiO2納米球的掃描電鏡照片；（b）高倍率下中空TiO2納米球的掃描電鏡照片；（c）中空 TiO2的透射電鏡照片(Ming 等, 2012)Fig. 1.4 SEM images (a) Low magnification (b) Highmagnification(c) TEM of hollow TiO2nanosphers研究表明，通過調(diào)控 TiO2{001}晶面暴露比例也被證明是一種有效

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3227156