隨著經(jīng)濟(jì)與工業(yè)水平的快速發(fā)展,大氣污染問題已經(jīng)成為全球人民共同關(guān)注的熱門話題。VOCs及NO_X作為典型的空氣污染物被肆意地排放,這引起一系列環(huán)境問題。近年來,光催化技術(shù)作為一種經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)能源驅(qū)動(dòng)的綠色環(huán)�？萍�,可實(shí)現(xiàn)在溫和條件下將NO_X及VOCs轉(zhuǎn)化為無毒無害物質(zhì)。因此,為了推動(dòng)光催化氧化技術(shù)在實(shí)際工業(yè)中的應(yīng)用,要選用光催化性能優(yōu)異的光催化材料,而且還應(yīng)具備性能穩(wěn)定、成本低、廉價(jià)易制備等特性。近來,一系列新型寬帶隙p區(qū)金屬氧化物光催化劑在苯系物的降解中展現(xiàn)出良好的性能及穩(wěn)定性為人們所關(guān)注。其中,BiSbO₄因?qū)τ袡C(jī)污染物有良好的降解活性而成為一種潛在的光催化劑。但由于該催化劑帶隙較寬,僅能在紫外光下激發(fā),這大大被限制了其應(yīng)用。為了推動(dòng)BiSbO₄作為半導(dǎo)體光催化劑的應(yīng)用進(jìn)一步發(fā)展,我們對BiSbO₄材料進(jìn)行改性,使其具有高效可見光催化性能。借鑒對寬帶隙半導(dǎo)體光催化劑改性的方法,我們采用構(gòu)建缺陷能級的方法,促進(jìn)光生載流子的分離,拓寬光響應(yīng)范圍,實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的可見光催化性能。但缺陷光... 

【文章來源】：重慶工商大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

光催化原理示意圖[23]

重慶工商大學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1.2貴金屬等離子納米材料負(fù)載金屬氧化物光催化機(jī)理圖[46]Figure1.2Photocatalyticmechanismofmetaloxidessupportedbynoblemetalplasmananomaterials.1.3.2.2含金屬半導(dǎo)體光催化劑金屬半導(dǎo)體光催化劑主要包含金屬氧化物（如C/N摻雜TiO2、SnO2/ZnO、Ce3+摻雜ZnO復(fù)合物等）[47-49]，金屬硫化物（CdS、ZnS、Bi2S3、MoS2）[50,51]，含金屬鹽類（含缺陷BiPO4、BiVO4、Ru摻雜K4Nb6O17）[52-54]，金屬鹵化物或鹵氧化物（AgX、BiOX）[55,56]等。這些材料一定程度上提高了對光的吸收能力，但是含有貴金屬的材料價(jià)格昂貴，而且很多材料對光有腐蝕性，因此很少投放在市場大規(guī)模使用。1.3.2.3無金屬半導(dǎo)體光催化劑從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，與金屬半導(dǎo)體材料相比，無金屬半導(dǎo)體光催化劑成本低、來源廣，更適用于大規(guī)模開發(fā)。因此，無金屬半導(dǎo)體光催化劑越來越受到人們的青睞，成為研究熱點(diǎn)。2009年，王心晨和KazunariDomen課題組第一次提出通過g-C3N4來利用可見光光子能量還原水得到氫氣[57]。g-C3N4呈現(xiàn)出類似于石墨的二維層狀結(jié)構(gòu)。g-C3N4的石墨狀片層存在兩種結(jié)構(gòu)，一種是由二維C3N3環(huán)（三嗪環(huán)）構(gòu)成，另一種則是由C6N7環(huán)（三-S-三嗪環(huán)）構(gòu)成，環(huán)與環(huán)之間均通過N原子相連拓展成無限延展的平面。根據(jù)環(huán)的差異，這兩種構(gòu)造單元不同的g-C3N4被稱為同素異形體結(jié)構(gòu)，并且后者更為穩(wěn)定，如下圖（圖1.3）。g-C3N4的價(jià)帶頂電位滿足氧化水制氧的電位要求，導(dǎo)帶底電位滿足還原水制氫的電位要求，因?yàn)檫@獨(dú)特能帶結(jié)構(gòu)，常常被應(yīng)用于光催化制氫制氧[58,59]。

第一章緒論7圖1.3g-C3N4存在的兩種結(jié)構(gòu)：三嗪環(huán)（a）和三-S-三嗪環(huán)（b）[60]Figure1.3Structurediagramofg-C3N4basedon1-3-s-triazines(a)andtris-s-triazines(b).1.4光催化劑的改性方法為了解決傳統(tǒng)光催化劑帶隙寬，量子轉(zhuǎn)換效率低，從而影響光催化效率這一問題，國內(nèi)外學(xué)者圍繞拓寬光催化劑光響應(yīng)范圍、促進(jìn)電子空穴分離等開展了一系列研究工作（如異質(zhì)結(jié)構(gòu)建、元素?fù)诫s、貴金屬沉積、缺陷調(diào)控等）來提高光催化性能。1.4.1異質(zhì)結(jié)構(gòu)建將寬窄帶隙催化劑構(gòu)建p-n或Z型異質(zhì)結(jié)可以調(diào)控能帶結(jié)構(gòu)，促進(jìn)光生電子與空穴的分離、遷移與轉(zhuǎn)化。Wang等人[61]將絕緣體SrCO3與BiOI構(gòu)建的SrCO3-BiOI核殼結(jié)構(gòu)在400-600nm顯示出了增強(qiáng)的可見光吸收能力以及NOx高效凈化效率。n型SrCO3的O2p軌道和p型BiOI的Bi6p軌道之間的共價(jià)相互作用力為SrCO3與BiOI之間提供了一個(gè)電子轉(zhuǎn)移通道，使光敏材料的激發(fā)電子躍遷到絕緣體的導(dǎo)帶上（機(jī)理圖如1.4）；Wang等人[62]在In2O3微管內(nèi)外表面均生長ZnIn2S4納米片，合理設(shè)計(jì)和構(gòu)建夾層狀ZnIn2S4-In2O3分層管狀異質(zhì)結(jié)構(gòu)作為高效CO2光還原的光催化劑。這獨(dú)特的設(shè)計(jì)將In2O3和ZnIn2S4集成到具有雙異質(zhì)結(jié)殼和超薄二維納米片亞基的分層一維（1D）開放結(jié)構(gòu)中，促進(jìn)了光生電荷的分離，為CO2的吸附活化提供了更大比的比表面積與活性位點(diǎn)；g-C3N4也是一種具有可

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3429640