發(fā)布時(shí)間：2023-09-14 05:33

　　光催化(Photocatal ysis)是一種基于光能資源的綠色催化技術(shù),能夠有效利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)污染物去除及資源化,且綠色無(wú)污染,在環(huán)境及能源領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。尖晶石金屬氧化物半導(dǎo)體納米材料以其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、多變的性質(zhì)、低廉的價(jià)格、綠色環(huán)保等特點(diǎn),在光催化領(lǐng)域受到國(guó)內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。通過(guò)對(duì)尖晶石金屬氧化物微觀形貌及電子態(tài)結(jié)構(gòu)的合理調(diào)控,深入探究其微納性質(zhì)與光催化活性之間的構(gòu)效關(guān)系,對(duì)于光催化技術(shù)在環(huán)境污染控制領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。因此,本論文從晶面調(diào)控、元素?fù)诫s、微觀形貌優(yōu)化及多組分復(fù)合等方面對(duì)材料進(jìn)行表/界面修飾改性,制備出具有不同功能性的尖晶石金屬氧化物納米材料,討論了改性手段對(duì)其光催化性能的影響,并結(jié)合原位紅外光譜分析技術(shù)及密度泛函理論計(jì)算等手段,研究了催化反應(yīng)機(jī)理及內(nèi)在活性增強(qiáng)機(jī)制。主要的研究發(fā)現(xiàn)如下:(1)通過(guò)水熱法制備了一系列ZnFe2O4納米顆粒,考察了不同晶面暴露對(duì)其可見光催化降解氣相甲苯性能的影響。研究發(fā)現(xiàn){001}和{111}晶面共同暴露的切角八面體ZnFe2O4納米顆粒對(duì)氣相甲苯表現(xiàn)出最佳的降解效果,甲苯降解率可達(dá)到65%:相對(duì)于單一{001}、{11...

【文章頁(yè)數(shù)】：154 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
英文縮寫對(duì)照表
主要符號(hào)表
1 緒論
    1.1 尖晶石金屬氧化物半導(dǎo)體光催化材料
        1.1.1 尖晶石金屬氧化物半導(dǎo)體材料概述
        1.1.2 半導(dǎo)體光催化劑光響應(yīng)過(guò)程
        1.1.3 光響應(yīng)表/界面行為及影響因素
    1.2 半導(dǎo)體光催化劑改性方法
        1.2.1 晶面工程改性策略
        1.2.2 元素?fù)诫s調(diào)控手段
        1.2.3 微觀形貌結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        1.2.4 多元組成復(fù)合結(jié)構(gòu)
    1.3 尖晶石金屬氧化物在光催化領(lǐng)域的研究進(jìn)展
        1.3.1 尖晶石金屬氧化物材料在環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域中的研究進(jìn)展
        1.3.2 尖晶石金屬氧化物材料在能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展
    1.4 本文主要研究思路
        1.4.1 選題依據(jù)與選題意義
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
2 晶面調(diào)控ZnFe₂O₄納米顆粒的制備及其光催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        2.2.2 不同晶面暴露的ZnFe₂O₄納米顆粒的制備
        2.2.3 ZnFe₂O₄納米顆粒的表征方法
        2.2.4 ZnFe₂O₄的DFT理論計(jì)算
        2.2.5 光催化降解甲苯性能研究
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 晶體結(jié)構(gòu)分析
        2.3.2 形貌表征
        2.3.3 FTIR分析及氮?dú)馕矫摳角�
        2.3.4 光學(xué)性質(zhì)表征
        2.3.5 光催化降解氣相甲苯活性
        2.3.6 光催化活性的機(jī)理闡述
    2.4 本章小結(jié)
3 碳氮共摻雜卵黃殼結(jié)構(gòu)ZnFe₂O₄納米球的制備及其光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        3.2.2 卵黃殼結(jié)構(gòu)CN-ZnFe₂O₄納米球的制備
        3.2.3 卵黃殼結(jié)構(gòu)CN-ZnFe₂O₄納米球的表征方法
        3.2.4 ZnFe₂O₄材料的DFT理論計(jì)算
        3.2.5 光催化降解o-DCB的性能研究
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 XRD表征和TGA測(cè)試
        3.3.2 形貌分析
        3.3.3 組成和結(jié)構(gòu)分析
        3.3.4 光學(xué)性質(zhì)分析
        3.3.5 光催化活性及降解路徑分析
        3.3.6 理論計(jì)算研究及降解機(jī)理
    3.4 本章小結(jié)
4 碳點(diǎn)復(fù)合卵黃殼結(jié)構(gòu)ZnFe₂O₄納米球的制備及其光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        4.2.2 NCDs-ZnFe₂O₄卵黃殼結(jié)構(gòu)復(fù)合催化劑的制備
        4.2.3 NCDs-ZnFe₂O₄催化劑的表征方法
        4.2.4 NCDs-ZnFe₂O₄催化劑的DFT理論計(jì)算
        4.2.5 光催化降解o-DCB的性能研究
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 XRD表征和TGA測(cè)試
        4.3.2 形貌及元素分布分析
        4.3.3 FTIR、XPS分析及氮?dú)馕矫摳角�
        4.3.4 光學(xué)性質(zhì)分析
        4.3.5 光催化活性及降解路徑分析
        4.3.6 理論計(jì)算研究及降解機(jī)理
    4.4 本章小結(jié)
5 梯度硫摻雜CuCo₂O₄微米花的制備及其光催化性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        5.2.2 Grad-S-CuCo₂O₄微米花催化劑的制備
        5.2.3 Grad-S-CuCo₂O₄微米花催化劑的表征方法
        5.2.4 光催化還原CO₂性能研究
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 Grad-S-CuCo₂O₄微米花的制備及光催化過(guò)程概述
        5.3.2 晶體結(jié)構(gòu)與形貌分析
        5.3.3 FTIR及氮?dú)馕矫摳降葴鼐�分析
        5.3.4 刻蝕XPS表征及低溫EPR測(cè)試
        5.3.5 光學(xué)性質(zhì)表征
        5.3.6 光催化還原CO₂性能研究
    5.4 本章小結(jié)
6 CoMnO_x尖晶石氧化物空心球的制備及其光催化耦合PMS活化性能研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        6.2.2 尖晶石氧化物空心球催化劑的制備
        6.2.3 材料表征及測(cè)試
        6.2.4 尖晶石金屬氧化物DFT理論計(jì)算
        6.2.5 光催化耦合PMS活化性能研究
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 晶體結(jié)構(gòu)理論計(jì)算
        6.3.2 XRD表征
        6.3.3 FTIR和XPS分析
        6.3.4 形貌結(jié)構(gòu)表征
        6.3.5 DRS表征
        6.3.6 光催化耦合PMS降解NOR及其機(jī)理研究
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)摘要
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝



本文編號(hào)：3846652