半導(dǎo)體光催化材料因制備簡單、環(huán)境相容性好而備受關(guān)注。氧化亞銅(Cu₂O)作為一種典型的窄帶隙(2.17 eV)半導(dǎo)體材料,具有可見光催化響應(yīng),制備成本較低,擁有豐富可調(diào)節(jié)的形貌并且可以大規(guī)模制備,因此具備較大的潛力應(yīng)用于實際光催化領(lǐng)域。不過單一Cu₂O材料具有低的載流子遷移率和光生電子-空穴分離率以及較差的穩(wěn)定性。本論文中以Cu₂O為載體,通過引入氮摻雜碳點(N-CDs)和Au納米材料兩種途徑,設(shè)計了基于Cu₂O的復(fù)合結(jié)構(gòu)來增強其光催化性能和穩(wěn)定性,獲得的主要結(jié)果包括:(1)通過原位法大規(guī)模制備的N-CDs/Cu₂O雜化立方結(jié)構(gòu),具有比純Cu₂O更高的可見光吸收強度和寬的可見光吸收范圍,以及更強的可見光催化活性。除甲基橙外,N-CDs/Cu₂O也對甲基藍和羅丹明B表現(xiàn)出優(yōu)于純Cu₂O的可見光催化性能,具有良好的普適性。N-CDs/Cu₂O高光催化活性主要是由于N-CDs可以接收Cu_...

【文章頁數(shù)】：153 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 半導(dǎo)體光催化原理
    1.3 半導(dǎo)體及其復(fù)合光催化材料合成方法簡介
        1.3.1 半導(dǎo)體光催化材料合成方法簡介
        1.3.2 提高半導(dǎo)體光催化活性的方法
    1.4 氧化亞銅基光催化材料
        1.4.1 氧化亞銅簡介
        1.4.2 氧化亞銅合成方法
        1.4.3 氧化亞銅形貌調(diào)節(jié)機制
        1.4.4 氧化亞銅基光催化應(yīng)用現(xiàn)狀及其光催化性能提高途徑
    1.5 本論文選題依據(jù)和主要內(nèi)容
    1.6 參考文獻
第二章 氧化亞銅基復(fù)合光催化材料的制備及表征方法
    2.1 引言
    2.2 實驗設(shè)備和原料
    2.3 氧化亞銅基復(fù)合光催化材料的制備
        2.3.1 氮摻雜碳點/氧化亞銅復(fù)合光催化材料的制備
        2.3.2 金納米雙錐@氧化亞銅Au NBP@Cu₂O核殼材料的制備
        2.3.3 中空金納米棒與氧化亞銅Au NR@Cu₂O核殼材料的制備
    2.4 催化性能測試方法
        2.4.1 光催化測試
        2.4.2 光催化體系中活性組分測試
        2.4.3 電化學(xué)阻抗測試
    2.5 樣品的表征
    2.6 參考文獻
第三章 氮摻雜碳點與氧化亞銅復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 N-CDs/Cu₂O的制備及結(jié)構(gòu)分析
        3.2.1 不同含量的N-CDs對 N-CDs/Cu₂O形貌的影響及原因
        3.2.2 N-CDs/Cu₂O₍(10))典型樣品的結(jié)構(gòu)分析
    3.3 N-CDs/Cu₂O的光吸收和光催化性能測試與分析
        3.3.1 N-CDs/Cu₂O的光吸收性能
        3.3.2 N-CDs/Cu₂O的光催化性能
        3.3.3 N-CDs/Cu₂O與文獻報道的表面負載CDs/Cu₂O(R)的光催化性能對比
    3.4 N-CDs/Cu₂O的穩(wěn)定性測試與分析
    3.5 N-CDs/Cu₂O光催化機理分析
    3.6 小結(jié)
    3.7 參考文獻
第四章 金納米雙錐與氧化亞銅核殼結(jié)構(gòu)的制備及其光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 Au NBP@Cu₂O核殼結(jié)構(gòu)的制備及結(jié)構(gòu)分析
        4.2.1 Au NBP@Cu₂O核殼結(jié)構(gòu)的制備原理
        4.2.2 Au NBP@Cu₂O的形貌及結(jié)構(gòu)分析
        4.2.3 具有不同長徑比的Au NBPs對 Au NBP@Cu₂O形貌的影響
    4.3 Au NBP@Cu₂O的光吸收性能測試與分析
        4.3.1 Au NBP-810@Cu₂O的光吸收性能
        4.3.2 Au NBPs不同長徑比對Au NBP@Cu₂O光吸收性能的影響
    4.4 Au NBP@Cu₂O樣品的光催化性能測試與分析
        4.4.1 Au NBP-810@Cu₂O光催化性能
        4.4.2 Au NBPs的不同長徑比對Au NBP@Cu₂O光催化性能的影響
        4.4.3 Au NBP@Cu₂O單光源光催化測試及與Au NR@Cu₂O光催化性能對比
    4.5 Au NBP@Cu₂O樣品的穩(wěn)定性探究與分析
    4.6 Au NBP@Cu₂O的光催化機理分析
    4.7 本章小結(jié)
    4.8 參考文獻
第五章 中空核殼結(jié)構(gòu)的金納米棒與氧化亞銅的制備及其光催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 中空核殼Au NR@Cu₂O結(jié)構(gòu)的制備及結(jié)構(gòu)分析
        5.2.1 中空核殼Au NR@Cu₂O結(jié)構(gòu)制備原理
        5.2.2 Cu₂O空心球和中空Au NR@Cu₂O核殼結(jié)構(gòu)的形貌及結(jié)構(gòu)分析
    5.3 中空Au NR@Cu₂O核殼結(jié)構(gòu)的光學(xué)性能及光催化性能測試與分析
        5.3.1 中空Au NR@Cu₂O核殼結(jié)構(gòu)的光吸收性能
        5.3.2 純Cu₂O樣品的光催化性能
        5.3.3 Au NR@Cu₂O樣品的光催化性能與分析
        5.3.4 不同形貌的Au核對Au@Cu₂O中空核殼結(jié)構(gòu)的光催化性能的影響
    5.4 Au NR@Cu₂O樣品的光催化機理探究與分析
    5.5 樣品的穩(wěn)定性測試與分析
    5.6 本章小結(jié)
    5.7 參考文獻
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的文章、專利



本文編號：3778733