受能源危機和環(huán)境污染的影響,研究和開發(fā)高效光催化材料以制備可替代性能源并且利用催化材料進行廢物處理是我們迫在眉睫的問題。由于缺陷在催化材料中是避不可免的,因此了解缺陷對材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響是設計光催化材料所必須要考慮的問題。由于缺陷引入的多余電子或空穴可能會與晶格聲子發(fā)生相互作用并形成極化子,因此研究極化子對催化材料的影響是很重要的,我們在本論文中以二氧化鈦為例分析了缺陷引入的極化子在材料中的分布以及對材料的影響,并分析了二氧化鈦表面吸附物與極化子的相互作用。合理地利用缺陷也可以改善催化材料的催化性能,我們以半導體異質(zhì)結(jié)為例來分析了界面處的缺陷對材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響,并解釋了通過缺陷調(diào)控來改變異質(zhì)結(jié)中電荷傳輸途徑的方法。主要研究內(nèi)容如下:(一)銳鈦礦型二氧化鈦(101)表面極化子的特點及其與表面吸附的水的相互作用缺陷引入的多余電子或空穴可能會和晶格聲子發(fā)生耦合作用并形成局域的極化子,體系中的極化子可能會對材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)產(chǎn)生影響。我們以銳鈦礦型二氧化鈦(101)表面為例,分析了極化子在結(jié)構(gòu)中的分布、極化子對結(jié)構(gòu)的影響、極化子與質(zhì)子之間的相互作用以及極化子與表面吸附的水之間的相互作用。首...

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖6.6體相PbBiO2Br,DOVPbBiO2Br和ROVPbBiO2Br原子層材料可見光降解（a）RhB

江蘇大學博士畢業(yè)論文125料（τ2≈7.9ps,τ3≈87ps,τ4≈2.9ns）展現(xiàn)出最長的衰變壽命。超快光譜結(jié)果表明超薄富氧缺陷結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑有助于更多的光生電子從催化劑內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面，并延長其在表面上的壽命，從而使更多的電子參與光催化反應。6.3.2材料光催化降解有機污染物性能....

圖１．１半導體光催化材料的催化反應機理圖［５］

并將能量以光或者熱的形式消耗掉［５］。從光催化反應過程可??以看出，拓寬催化材料的光譜吸收范圍，使其能更好的吸收太陽光，是高效催化材料吸??收利用太陽光的關鍵。電子和空穴的有效分離，并減小光生電子空穴對的復合，是研究??高效催化材料的趨勢［５］。??４??眇＊???＾?＼Ｒｅｄｕ....

圖１．２五種異質(zhì)結(jié)光催化材料的帶邊關系圖，包括跨列型（Ｉ型）、交叉型（ＩＩ型）、Ｚ型、ｐ－ｎ??型異質(zhì)結(jié)和同質(zhì)結(jié)ｔ２°

種重要方法。金屬或光敏化劑可以吸收可見光并將電子或空穴注入到半導體的導帶或??者價帶上［２１＿２３］。而且此時材料的反應電位仍然以寬帶隙半導體的ＣＢＭ和ＶＢＭ來決定，??但是由于金屬或光敏化劑的存在，拓寬了材料的吸附光譜。除此之外，將不同的材料復??合成異質(zhì)結(jié)也是一種重要方法。?....

圖１＿３?（ａ）在完美八面體場（中）、金紅石型二氧化鈦（左）和銳鈦礦型二氧化鈦（右）中Ｔｉ??的３ｄ軌道的劈裂示意圖

?缺陷對光催化材料的影響???１．?２研究進展??１．２．１二氧化鈦表面極化子的研究進展??自從Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ和Ｈｏｎｄａ發(fā)現(xiàn)在二氧化鈦電極上的光催化分解水的現(xiàn)象后＇許多??科研工作者投身于這個領域。二氧化鈦材料具有無毒性、化學和熱學穩(wěn)定性、耐光腐蝕??性等優(yōu)點，但是由于其本....

本文編號：3921794