發(fā)布時間：2024-06-30 05:26

　　目前以化石燃料為主要能源的各類活動導(dǎo)致全球氣溫變暖、環(huán)境惡化，給人們的生活帶來諸多危害。面對環(huán)境污染和能源短缺的威脅，人們采用各種方法來改善環(huán)境并開發(fā)新型能源代替不可再生能源。其中利用半導(dǎo)體光催化技術(shù)處理污染廢水、光催化分解水制氫是一項非常有前景的污染治理和新能源生產(chǎn)技術(shù)。目前性能較為優(yōu)異和研究最為深入的光催化劑是納米二氧化鈦(TiO2)半導(dǎo)體。TiO2光化學(xué)穩(wěn)定性高、對環(huán)境無污染、催化效率高，可廣泛應(yīng)用于污水處理、殺菌、空氣凈化、分解水制氫等領(lǐng)域。但是純的TiO2禁帶寬度大(銳鈦礦³.2eV，金紅石³.0eV，板鈦礦³.03eV)，只能被紫外光激發(fā)，太陽光利用率低；并且TiO2電導(dǎo)率低，光生電子和空穴的傳輸速率慢，易在TiO2的缺陷部位復(fù)合，從而嚴(yán)重影響光催化效率。因此，制備高活性TiO2光催化劑的關(guān)鍵是減小其禁帶寬度，抑制光生電子和空穴的復(fù)合。 基于材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，光催化劑的性能與其形貌、晶型、晶面等微觀因素有關(guān)。隨著研究的深入，一些新的納米結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，新的合成技術(shù)不斷完善，新的分析技術(shù)不斷成熟。結(jié)合納米材料...

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 TiO₂半導(dǎo)體納米材料
        1.1.1 引言
        1.1.2 納米 TiO₂光催化原理
        1.1.3 納米 TiO₂半導(dǎo)體的應(yīng)用
    1.2 TiO₂半導(dǎo)體的改性研究
        1.2.1 金屬離子摻雜
        1.2.2 非金屬元素?fù)诫s
        1.2.3 貴金屬沉積
        1.2.4 半導(dǎo)體復(fù)合
        1.2.5 表面光敏化
        1.2.6 Ti³⁺自摻雜
        1.2.7 TiO₂微結(jié)構(gòu)調(diào)控
    1.3 論文選題意義
    1.4 論文研究內(nèi)容和技術(shù)手段
        1.4.1 論文研究使用的主要儀器
        1.4.2 材料的表征
        1.4.3 材料的性能
第2章 金屬單質(zhì)還原制備 Ti³⁺自摻雜的 TiO₂-x異質(zhì)(相)結(jié)與光電轉(zhuǎn)換性能12
    2.1 Ti³⁺自摻雜的 TiO₂-x(A)/TiO₂-x(R)異相結(jié)的制備與光催化性能
        2.1.1 材料制備
        2.1.2 結(jié)果與討論
            2.1.2.1 樣品表征
            2.1.2.2 Ti³⁺自摻雜 TiO₂-x(A)/TiO₂-x(R)異相結(jié)形成機(jī)制
            2.1.2.3 樣品的光學(xué)性質(zhì)和光催化活性
            2.1.2.4 光催化機(jī)理
        2.1.3 本節(jié)結(jié)論
    2.2 不同工藝制備 Ti³⁺自摻雜鈦-鋅復(fù)合氧化物及其性能
        2.2.1 樣品制備
        2.2.2 結(jié)果與討論
            2.2.2.1 樣品的表征
            2.2.2.2 Ti³⁺自摻雜 Ti-Zn 復(fù)合氧化物的形成機(jī)理
            2.2.2.3 光學(xué)特性和光催化活性
            2.2.2.4 光電化學(xué)和析氫性能
            2.2.2.5 光生電子和空穴轉(zhuǎn)移機(jī)制和催化機(jī)理
        2.2.3 本節(jié)結(jié)論
    2.3 Ti³⁺自摻雜的 TiO₂-x/SnO2/SnS2異質(zhì)結(jié)的制備與光電轉(zhuǎn)換性能
        2.3.1 樣品制備
        2.3.2 結(jié)果與討論
            2.3.2.1 樣品表征
            2.3.2.2 光催化活性
            2.3.2.3 光電轉(zhuǎn)換性能
            2.3.2.4 光電轉(zhuǎn)換和光催化過程機(jī)制
        2.3.3 本節(jié)結(jié)論
    2.4 本章結(jié)論
第3章 Ga3+摻雜的 TiO₂-x異相結(jié)的構(gòu)筑與光電轉(zhuǎn)換性能
    3.1 引言
    3.2 樣品制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 樣品表征
        3.3.2 Ga3+摻雜 TiO₂-x異相結(jié)的可能形成機(jī)制
        3.3.3 樣品的光吸收性能和光催化活性
        3.3.4 樣品的光電轉(zhuǎn)換和分解水制氫性能
        3.3.5 樣品的光電轉(zhuǎn)換和光催化機(jī)制
    3.4 本章結(jié)論
第4章 原位構(gòu)筑 TiO₂-x/BiOCl 異質(zhì)結(jié)及其光催化性能研究
    4.1 前言
    4.2 樣品制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 樣品表征
        4.3.2 還原態(tài) TiO₂-x/BiOCl 異質(zhì)結(jié)的形成機(jī)制
        4.3.3 光學(xué)特性和光催化活性
        4.3.4 提高的光催化活性機(jī)制
    4.4 本章結(jié)論
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 論文主要結(jié)論
    5.2 存在的問題和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
    1. 學(xué)術(shù)論文研究成果
    2. 其它研究成果



本文編號：3998449