發(fā)布時間：2024-06-28 19:38

　　近年來,由于煤炭、石油等不可再生能源的過度消耗造成了全球性的能源危機。除此之外,大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)活動帶來了嚴重的環(huán)境污染問題。因此,當前迫切需要探索有效的方案去應對上述問題。太陽能作為一種取之不盡的可再生能源具有清潔、易獲取等優(yōu)點,使得人們孜孜不倦地探索著如何高效利用太陽能。在這樣的背景下,光催化技術(shù)應運而生。時至今日,光催化技術(shù)已經(jīng)在水分解產(chǎn)氫/氧、CO₂還原和污染物降解等領(lǐng)域展現(xiàn)出可觀的前景。眾所周知,光催化技術(shù)得以實現(xiàn)的前提在于光催化材料的設(shè)計,半導體因制造成本低廉、毒性小、穩(wěn)定性強等優(yōu)點成為最受關(guān)注的光催化材料之一。除此之外,材料的微觀結(jié)構(gòu)對其物理、化學性質(zhì)有著極大的影響。根據(jù)研究表明,當體相材料的厚度降低到原子水平(通常小于5 nm)時,局部原子結(jié)構(gòu)(如配位數(shù)、鍵長、鍵角和表面原子的無序程度等)會出現(xiàn)明顯的變化,由此形成較大比表面積、高表面原子占有比例和量子限域效應等特性,這些特性使得材料具有可調(diào)節(jié)的能帶結(jié)構(gòu)、更短的電荷載流子遷移距離和更高的晶面活性等優(yōu)點。因此,二維超薄半導體光催化材料的制備一直是光催化領(lǐng)域的研究重點。然而目前大多數(shù)合成方法需要較為苛刻...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1液相剝離法制備用于光催化產(chǎn)氫的g-C3N4納米片的示意圖（a），g-C3N4納米片的原子力顯微鏡（AFM）照片及相應厚度圖（b）[22]

第1章緒論3本堆疊層間的范德華力（見圖1.1c-f），從而提高了產(chǎn)率[24,25]。除Li+外，烷基胺、氣體分子和結(jié)晶水等也可以作為插層物質(zhì)來削弱堆疊層間的范德華力[26-28]。對于非層狀材料而言，首先插入適當?shù)挠袡C分子構(gòu)筑形成層狀雜化中間體，再通過剝離該雜化中間體獲取二維超薄....

圖1.2熱氧化刻蝕法制備g-C3N4納米片的示意圖（a），g-C3N4納米片的TEM照片（b）

第1章緒論4鍵合層的不穩(wěn)定性，Niu等人報道了一種簡便的自上而下合成策略，即在空氣中對相應體相材料進行熱氧化刻蝕處理，最終制備了厚度為2nm的g-C3N4納米片（見圖1.2a-c）[33]。Liu等人利用少量石墨作為催化劑，通過微波處理成功剝離了氧化石墨（見圖1.2d-g）[34....

圖1.3自組裝方法制備金屬氧化物納米片的示意圖（a）

第1章緒論5從而制備了一系列二維超薄半導體光催化材料。自組裝方法已被廣泛用于非層狀結(jié)構(gòu)的二維晶體材料的制備[35-38]。在弱相互作用（例如范德華力、氫鍵和π-π堆積等）的幫助下，原本無序的單體可以在有限的二維空間內(nèi)鏈接，從而形成相對有序的平面。例如，Sun等人提出了一種通用且基....

圖1.4模板導向法制備TiO2納米片的示意圖（a），TiO2納米片的TEM（b）、HRTEM（c,d）和SAED照片（e）[43]

第1章緒論6差的結(jié)晶性，這將阻礙對其固有性質(zhì)的深入研究。在這種情況下，定向附著方法可用于制備結(jié)晶性更好的二維晶體[39-41]。定向附著是指在有限的二維平面內(nèi)，通過共享特定的晶面以實現(xiàn)表面能的最小化，從而將單體構(gòu)建成高度有序的晶體結(jié)構(gòu)（通常為單晶）。Chen等人通過固-液相電弧放....

本文編號：3996581