伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源短缺和環(huán)境污染問題日益突出,這兩個(gè)問題逐漸成為世界經(jīng)濟(jì)的掣肘,制約著人類社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)健康發(fā)展,各國都大力發(fā)展綠色環(huán)保技術(shù)。1972年,日本科學(xué)家Fujishima首次發(fā)現(xiàn)納米二氧化鈦在光照條件下可以實(shí)現(xiàn)分解水制備清潔能源氫氣,隨后,在接下來的兒十年間,光催化技術(shù)就憑借其綠色環(huán)保,直接利用太陽光等優(yōu)勢(shì),迅速成為各國科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。然而,半導(dǎo)體光催化技術(shù)的發(fā)展一直受到光響應(yīng)范圍窄和量子產(chǎn)率低兩個(gè)因素的制約,使其無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。因此,為了解決這兩個(gè)問題,研究者們做出了許多嘗試。一方面,許多新型的高效光催化劑相繼問世,在這之中,鉍基半導(dǎo)體憑借其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及優(yōu)異的光催化性能,得到了各國研究者的廣泛關(guān)注和研究。另一方面,科學(xué)家們探索出一系列策略對(duì)已有的半導(dǎo)體材料進(jìn)行改性,以實(shí)現(xiàn)光催化劑性能的最大化。其中,利用有機(jī)小分子對(duì)無機(jī)半導(dǎo)體進(jìn)行表面修飾是捉高半導(dǎo)體光催化活性的有效手段之一。首先,有機(jī)小分子對(duì)半導(dǎo)體的修飾發(fā)生在分子水平上,有機(jī)小分子可以均勻分散在材料表面,提高接觸面積;其次,有機(jī)小分子與無機(jī)半導(dǎo)體通過化學(xué)鍵相連,有利于光生電... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－丨半導(dǎo)體光催化反應(yīng)過程機(jī)理圖??

?第１章緒論???（ＯＨ。生成氫氧自由基（?ＯＨ），這個(gè)過程為圖１－１中的ｓｔｅｐ?３〇??１．２．２半導(dǎo)體光催化的應(yīng)用??光催化技術(shù)從產(chǎn)生至今，經(jīng)過兒十年發(fā)展，目前已經(jīng)在降解有機(jī)水體污染物，??光裂解水產(chǎn)氫產(chǎn)氧，二氧化碳還原，選擇性轉(zhuǎn)化，還原重金屬離子以及空氣凈化??等諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。??（１）降解有機(jī)水體污染物??８〇年代以來，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，但同時(shí)由于環(huán)保意識(shí)淡薄，帶來了嚴(yán)重??的水體污染與破壞。大量的重金屬廢水，印染廢水，抗生素廢水不僅被排入河流，??湖泊，大海等地表水域，而且還滲入到了地下，污染了地下水。目前，人們主要??通過物理吸附方法，化學(xué)沉淀方法來處理，但是，這些處理方法不僅不能徹底分??解水體屮的污染物，還帶來了二次污染，對(duì)環(huán)境保護(hù)造成了更大的壓力。此外，??處理成本高，程序復(fù)雜也是傳統(tǒng)處理方法的又一弊端。??具苻綠色技術(shù)之稱的半導(dǎo)體光催化技術(shù)，能夠產(chǎn)生氧化性或還原性極強(qiáng)的電??子、空穴、氫氧自由基以及超氧自由基，這些活性氧物種有助于將有機(jī)污染物分??解為對(duì)環(huán)境無害的二氧化碳和水，這樣便可以在杜絕二次污染的同時(shí)打效地處理??水體有機(jī)污染物，從而實(shí)現(xiàn)污染水資源的凈化。??Ｐｏｌｌｕｔａｎｔ?ＯｘＷｓｔｗｎ??Ｖ?＾??｜?知此；?Ｄｙｅ４?Ｏｅｇｒａｄａｔｔｏｎ??（Ｒ＜ｒｉｕｃ—?＾＾ＳＤｙｅ＊?、？??ｆ?，幸??Ｐｏｌｌｕｔａｎｔ？＾?Ｖ?１?ｖ，ｓ，ｂｔｅ??ｏ７＾?ｌ?ｊＤＶｅ??圖１－２光催化降解水體有機(jī)污染物的示意圖［２６１??由圖卜２可知，當(dāng)光照射到半導(dǎo)體材料后，會(huì)被激發(fā)生成電子和空穴。這種??強(qiáng)還原性和強(qiáng)氧化性的電子和空穴或直接與有機(jī)污染物反應(yīng)，或

作為一種不可再生資源，化石能源??隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)被過度開發(fā)，全球各國均面臨著嚴(yán)重的資源短缺問題，尋??求一種可再生替代能源己經(jīng)成為國內(nèi)外的共識(shí)。在這種背景下，氫能憑借其清潔??無污染熱值高的優(yōu)點(diǎn)，逐步進(jìn)入大眾的視野。如今，研究者大多是以電解水的方??式制取氫氣，但是，大部分的電能還是來源于化石能源的燃燒，所以電解水制備??氫氣并不是最為理想的方式。為了更加環(huán)保并且持續(xù)的制取氫氣，必須以一種更??加綠色的方式來制取氫氣，鑒于此，利用太陽能來制取氫氣成為科學(xué)家們的不二??選擇。如圖１－３所示。??Ｖ／ＮＨＥ?Ｖａｃｕｕｍ??Ｚ￣??——￣￣￣＾??ｅｌｅｃｔｒｏｎ?＾?＾?＿??Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ?ｂａｎｄ?＆一一???？Ｌ－ｎ？．ｘ?ｈ２??／／Ｋ?＼?ｏ?－?＾?４５??——?ｌｉｇｈｔ?＼?１．２３?ｗ??Ｂｕｎｄ?ｇａｐ?Ｉ?＂?１??；＋３??１?Ｖａｋｎｃｅｂａｎｄ?■??。２??Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ??圖１－３光催化分解水制取氫氣及氧氣原理圖【３３］??１９７２年，Ａ．?Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ課題組選用Ｔｉ０２作為光電化學(xué)反應(yīng)的電極，來分解??水制取氫氣和氧氣。制取方程式如下所示：??Ｈ２０——Ｉ／２Ｏ２＋Ｈ２；?ＡＧ＝＋２３７?ＫＪ／ｍｏｌ??４??

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]新型復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu)的制備及其在可見光催化和吸附中的應(yīng)用[D]. 段芳.江南大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3300805