BiOCl光催化材料由于獨(dú)特的層狀晶體結(jié)構(gòu)和電子能帶結(jié)構(gòu),近年來受到廣泛的關(guān)注,但光生載流子分離效率差和光吸收低是限制其光催化效率的關(guān)鍵因素。本文針對(duì)解決上述問題展開研究。(1)通過簡(jiǎn)單的一步水熱或水解法分別制備暴露了{(lán)001}和{010}面的BiOCl。由于更優(yōu)的電荷分離和遷移效率,BiOCl-(001)的光催化還原產(chǎn)氫及降解性能都優(yōu)于BiOCl-(010)。BiOCl-(001)高的電荷分離則是由于BiOCl晶體結(jié)構(gòu)中存在沿[001]方向的內(nèi)建電場(chǎng)促進(jìn)光生載流子的分離以及{001}面不飽和的原子作為活性位點(diǎn)捕獲光生電子所造成。該研究成果為深入理解晶面依賴的電荷遷移行為提供了新的見解。(2)采用延時(shí)水熱法制備了暴露{001}頂面、{112}側(cè)面和{102}斜面的BiOCl十八面體。模擬太陽光下BiOCl十八面體的光催化還原產(chǎn)氫和光氧化產(chǎn)·OH速率遠(yuǎn)高于四方片狀BiOCl。光電性能測(cè)試表明BiOCl十八面體光催化性能的提高得益于其電荷分離和遷移效率的增強(qiáng)。理論計(jì)算發(fā)現(xiàn),BiOCl十八面體具有帶邊結(jié)構(gòu)匹配良好的{001}/{102}/{112}三元晶面結(jié),電子從{112}面流向{102}...

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 半導(dǎo)體光催化技術(shù)基本原理與改性策略
        1.2.1 半導(dǎo)體光催化基本原理
        1.2.2 光催化材料改性策略
    1.3 鉍系光催化材料結(jié)構(gòu)概述
        1.3.1 Sillen結(jié)構(gòu)
        1.3.2 Sillen-related結(jié)構(gòu)
        1.3.3 Aurivillius結(jié)構(gòu)
        1.3.4 Sillen-Aurivillius結(jié)構(gòu)
        1.3.5 其它結(jié)構(gòu)
    1.4 BiOCl光催化材料研究進(jìn)展
        1.4.1 BiOCl的晶體結(jié)構(gòu)與電子結(jié)構(gòu)
        1.4.2 BiOCl的合成方法
        1.4.3 BiOCl的改性策略
        1.4.4 BiOCl的應(yīng)用方面
    1.5 論文選題依據(jù)、意義及研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 選題依據(jù)和意義
        1.5.2 論文研究?jī)?nèi)容
第二章 分別暴露{001}與{010}晶面Bi OCl的制備與光催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 BiOCl-(001)與Bi OCl-(010)的制備和測(cè)試表征
        2.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        2.2.2 樣品合成
        2.2.3 測(cè)試表征
        2.2.4 光催化活性評(píng)估實(shí)驗(yàn)
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 BiOCl-(001)與Bi OCl-(010)樣品的表征
        2.3.2 光催化氧化還原活性
        2.3.3 光催化機(jī)理研究
    2.4 本章小結(jié)
第三章 BiOCl十八面體的制備與光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 BiOCl十八面體的制備和測(cè)試表征
        3.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        3.2.2 樣品合成
        3.2.3 測(cè)試表征
        3.2.4 光催化活性評(píng)估實(shí)驗(yàn)
        3.2.5 密度泛函理論計(jì)算(DFT)
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 BiOCl十八面體樣品的表征
        3.3.2 光催化氧化還原活性分析
        3.3.3 光催化機(jī)理研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 生物炭負(fù)載BiOCl的制備與光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 生物炭負(fù)載BiOCl的制備和測(cè)試表征
        4.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        4.2.2 樣品合成
        4.2.3 測(cè)試表征
        4.2.4 光催化活性評(píng)估實(shí)驗(yàn)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 生物炭負(fù)載Bi OCl樣品的表征
        4.3.2 光催化降解性能分析
        4.3.3 光催化機(jī)理研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 植物提取液還原法制備氧氯雙空位BiOCl與光催化活性研究
    5.1 引言
    5.2 氧氯雙空位BiOCl的制備和測(cè)試表征
        5.2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        5.2.2 樣品合成
        5.2.3 測(cè)試表征
        5.2.4 光催化活性評(píng)估實(shí)驗(yàn)
        5.2.5 密度泛函理論計(jì)算(DFT)
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 氧氯雙空位Bi OCl樣品的表征
        5.3.2 光催化氧化還原活性分析
        5.3.3 光催化機(jī)理研究
        5.3.4 植物提取液還原法對(duì)其它鹵氧鉍普適性以及重現(xiàn)性研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)及意義
    6.3 存在的問題及展望
參考文獻(xiàn)
附件
致謝



本文編號(hào)：3872854