光電催化(Photoelectrocatalysis,PEC)是一種光耦合電催化的綠色化學(xué)技術(shù),能夠借助太陽(yáng)能和電場(chǎng)的協(xié)同驅(qū)動(dòng)作用實(shí)現(xiàn)污染物高效去除及能源轉(zhuǎn)化產(chǎn)氫,具有反應(yīng)條件溫和及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),在環(huán)境廢水中污染物處理和能源催化領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。從能效低和電極材料有限角度來看,如何進(jìn)一步開發(fā)高效的光電催化材料依舊是光電催化領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。與傳統(tǒng)的光電催化相比,微生物燃料電池(Microbial fuel cell,MFC)因其特有的微生物催化廢水轉(zhuǎn)化為電能及有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品等優(yōu)勢(shì),廣泛地引起了人們的關(guān)注。同時(shí),考慮到光電催化與微生物燃料電池耦合系統(tǒng)(PEC-MFC)形式上單一,耦合協(xié)同降解污染物的機(jī)理闡述不明,如何實(shí)現(xiàn)多技術(shù)耦合系統(tǒng)同步去除抗生素的研究是環(huán)境水體污染亟待解決的科學(xué)問題�；诟叽呋钚圆牧系鸟詈舷到y(tǒng)催化活性的探討,本文圍繞抗生素左氧氟沙星(Levofloxacin,LEV)廢水的處理,分別開展了三維(3D)、二維(2D)、零維(0D)空間上調(diào)控MoS2催化材料的表面活性位點(diǎn)以及合成方法的優(yōu)化分別改善了其微觀形貌及電子結(jié)構(gòu),結(jié)合多譜學(xué)表征手段和理論計(jì)算系統(tǒng)地深入探討...

【文章頁(yè)數(shù)】：163 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要英文縮寫對(duì)照表
主要符號(hào)表
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 MoS₂半導(dǎo)體研究概述
        1.2.1 MoS₂晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 MoS₂制備方法
        1.2.3 MoS₂基復(fù)合材料研究
        1.2.4 MoS₂材料的應(yīng)用
    1.3 MFC研究概述
        1.3.1 MFC類型
        1.3.2 MFC的應(yīng)用
        1.3.3 MFC耦合系統(tǒng)
    1.4 本文主要研究思路與內(nèi)容
        1.4.1 選題依據(jù)及研究意義
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
2 自組裝三維MoS₂花球修飾TiO₂ NTs電極的構(gòu)建及LEV去除機(jī)制研究
    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 電極制備
        2.2.3 MoS₂/TiO₂催化劑的表征及分析手段
        2.2.4 MoS₂/TiO₂電極的電化學(xué)表征考察
        2.2.5 光電耦合系統(tǒng)降解污染物
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 MoS₂/TiO₂復(fù)合電極的微觀形貌分析
        2.3.2 MoS₂/TiO₂復(fù)合催化劑的晶型與組成分析
        2.3.3 MoS₂/TiO₂復(fù)合電極的光學(xué)特性
        2.3.4 MoS₂/TiO₂電極光電化學(xué)測(cè)試
        2.3.5 復(fù)合催化劑的光電活性考察
        2.3.6 光電催化降解機(jī)理探討
    2.4 本章小結(jié)
3 FePO₄基單室空氣陰極MFC構(gòu)建及LEV原位檢測(cè)
    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 反應(yīng)器組裝和運(yùn)行
        3.2.3 SCMFC電化學(xué)性能
        3.2.4 生物檢測(cè)性能
        3.2.5 催化劑物理化學(xué)性質(zhì)表征
        3.2.6 密度泛函數(shù)理論(DFT)計(jì)算
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 催化劑形貌及結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 SCMFC活性考察
        3.3.3 SCMFC對(duì)LEV在線監(jiān)測(cè)
    3.4 本章小結(jié)
4 MFC驅(qū)動(dòng)0D/1D MoS₂/TiO₂基光電催化系統(tǒng)對(duì)LEV去除研究
    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 催化劑制備
        4.2.3 SCMFC-PEC耦合系統(tǒng)的構(gòu)建
        4.2.4 催化劑表征及耦合系統(tǒng)活性評(píng)價(jià)
        4.2.5 量化計(jì)算
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 MoS₂ QDs尺寸和光學(xué)分析
        4.3.2 MoS₂ QDs/TiO₂ NTs催化劑結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性
        4.3.3 光電催化活性研究
        4.3.4 SCMFC-PEC耦合系統(tǒng)降解LEV
        4.3.5 LEV降解路徑和產(chǎn)物分析
        4.3.6 活性物種及降解機(jī)理探討
    4.4 本章小結(jié)
5 光驅(qū)動(dòng)生物電化學(xué)系統(tǒng)合成2D/1D MoS₂/PDA/TiO₂材料及其催化性能研究
    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 催化劑制備
        5.2.3 PMFC搭建和運(yùn)行
        5.2.4 生物合成MoS₂催化劑
        5.2.5 PMFC-PEC耦合系統(tǒng)活性考察
        5.2.6 催化劑表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 MoS₂催化劑合成時(shí)間優(yōu)化
        5.3.2 MoS₂/PDA/TiO₂電極結(jié)構(gòu)、成分及光學(xué)分析
        5.3.3 MoS₂/PDA/TiO₂電極光電表征
        5.3.4 PMFC系統(tǒng)產(chǎn)氫性能
        5.3.5 PMFC-PEC耦合系統(tǒng)降解LEV
        5.3.6 耦合系統(tǒng)催化機(jī)理探討
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)摘要
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
附件Ⅰ 3D海膽狀MoS₂/C催化劑的設(shè)計(jì)及其超聲光催化降解LEV
附件Ⅱ MFC制備高純度碳量子點(diǎn)及其應(yīng)用
作者簡(jiǎn)介
攻讀博士學(xué)位期間科研成果及科研項(xiàng)目
致謝



本文編號(hào)：3903976