當今科學技術(shù)和世界經(jīng)濟不斷發(fā)展,伴隨而來的環(huán)境污染問題已成為威脅人類生存的嚴峻挑戰(zhàn)。而半導體光催化作為一種綠色清潔的污染物降解技術(shù),具有非常光明的前景。Ti02作為來源豐富、無毒且穩(wěn)定性好的光催化劑受到了極大的關(guān)注,但其只在紫外波段具有光響應,因此有大量的研究集中在將Ti02的光響應拓展到可見光波段。而將窄帶隙半導體與Ti02形成異質(zhì)結(jié),利用窄帶隙半導體的很強的可見光吸收以及異質(zhì)結(jié)對光生載流子分離的促進,是一種行之有效的光催化劑改性方法。層狀鈣鈦礦鐵電氧化物Bi4Ti3012帶隙約為3.08 eV,而且化學穩(wěn)定,載流子壽命長,由于鐵電性所具有的自發(fā)極化所產(chǎn)生的內(nèi)建電場可能進一步促進光生電子-空穴對的分離,因此在可見光下具有不錯的光催化效率。此外,層狀鈣鈦礦氧化物Bi4Ti3O12基本結(jié)構(gòu)和Ti02一樣,因此可與TiO2形成界面結(jié)構(gòu)匹配的異質(zhì)結(jié),同時這種相似性還為原位合成Bi4Ti3O12/Ti02異質(zhì)結(jié)提供了結(jié)構(gòu)基礎。本文工作的創(chuàng)新之處是通過水熱法合成Bi4Ti3O12/TiO12異質(zhì)結(jié),將電子結(jié)構(gòu)不同的光催化半導體整合起來,用窄禁帶的光催化劑來敏化寬禁帶的光催化劑,并通過控制兩相比例... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 半導體光催化簡介
        1.2.1 光催化劑和光催化氧化技術(shù)
        1.2.2 半導體光催化的基本原理
        1.2.3 光催化的應用
        1.2.4 現(xiàn)有光催化劑存在的問題
    1.3 半導體在光催化的反應中的作用
2表面的相互作用">        1.3.1 染料污染物與TiO₂表面的相互作用
        1.3.2 半導體光催化對染料污染物的降解性能
    1.4 基于無機物質(zhì)的可見光吸收進行的光催化降解
        1.4.1 光催化反應中金屬配合物對可見光的吸收
        1.4.2 基于貴金屬的等離子共振吸收的光催化反應
    1.5 半導體光催化中的自由基反應
    1.6 半導體光催化劑的改性技術(shù)
        1.6.1 金屬離子摻雜
        1.6.2 非金屬離子摻雜
        1.6.3 沉積貴金屬物質(zhì)
        1.6.4 表面改性
        1.6.5 光催化半導體的復合化
        1.6.6 染料光敏化
    1.7 異質(zhì)結(jié)光催化劑概況
        1.7.1 p-n結(jié)界面區(qū)的內(nèi)建電場
        1.7.2 p-n結(jié)復合半導體光催化劑的載流子傳輸原理
        1.7.3 異質(zhì)結(jié)的制備工藝
    1.8 鈦酸鉍光催化劑
    1.9 本文研究的目的、意義及主要內(nèi)容
        1.9.1 本文研究的目的和意義
        1.9.2 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 實驗部分
    2.1 實驗試劑與儀器設備
4Ti₃O₁₂/TiO₂異質(zhì)結(jié)原位制備的制備">    2.2 Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂異質(zhì)結(jié)原位制備的制備
4Ti₃O₁₂/TiO₂異質(zhì)結(jié)的性能表征">    2.3 Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂異質(zhì)結(jié)的性能表征
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 掃描電子顯微電鏡
        2.3.3 紫外可見分分光光度計
        2.3.4 光電性能的表征
        2.3.5 光催化活性的表征
4Ti₃O₁₂/TiO₂異質(zhì)結(jié)原位制備工藝與性能">第3章 Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂異質(zhì)結(jié)原位制備工藝與性能
    3.1 前言
4Ti₃O₁₂/TiO₂材料結(jié)構(gòu)的影響">    3.2 Bi相對含量對Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂材料結(jié)構(gòu)的影響
4Ti₃O₁₂/TiO₂紫外-可見波段吸收的影響">    3.3 Bi相對含量對Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂紫外-可見波段吸收的影響
4Ti₃O₁₂/TiO₂光催化活性的影響">    3.4 Bi相對含量對Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂光催化活性的影響
4Ti₃O₁₂/TiO₂光電性能的影響">    3.5 Bi相對含量對Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂光電性能的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 總結(jié)與展望
    4.1 全文總結(jié)
    4.2 未來工作展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號：2908014