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可见光同样能实现光催化降解反应

有毒难降解有机污染物如卤代物、二恶英、农药、染料等引起的环境问题,已成为21世纪影响人类生存与健康的重大  (本文共1页) 阅读全文>>

东北师范大学
东北师范大学

铋系氧化物异质结纳米纤维材料的可控制备及其光催化性能研究

随着科学技术的进步,现代工业的迅速发展显著提升了人们的生活水平,也带来了日益严重的能源短缺与环境污染问题。半导体光催化技术,作为一种环境友好型的绿色催化技术,可直接将丰富的太阳能转换成化学能,是解决能源短缺与环境污染的有效途径。铋系氧化物半导体,既有较宽的可见光响应范围,同时具有良好的物理化学稳定性,已经成为光催化材料研究领域的前沿和热点。然而,其在光催化应用中仍然面临以下问题:第一,单组分材料的光生电子空穴易于复合,导致光量子产率偏低,光催化活性仍然较弱;第二,纳米尺寸的光催化剂有利于表面催化反应,但其较高的表面能导致纳米粉体易于团聚、暴露的反应位点减少,降低了光催化活性。针对上述问题,本论文利用静电纺丝与溶剂热相结合的方法,设计制备了一系列Bi Fe O_3基铋系氧化物半导体异质结纳米纤维材料,利用异质结的界面内建电场提升载流子的分离效率,利用纳米纤维的一维特性提升载流子的传输和转移,利用其纳米级直径和三维网毡结构既保持了较...  (本文共152页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

基于表界面调控的光催化反应研究

随着能源危机和环境污染的日益突显,基于太阳能光催化的能源和环境化工受到越来越多的关注。光催化剂表界面是影响光催化过程效率的关键因素之一,因此表界面性质及其调控研究将为新型光催化剂的设计和制备提供重要的理论基础。本文对具有良好应用前景的金属氧化物光催化剂TiO2和Cu2O的表界面调控进行了系统研究,包括掺杂改性、晶面调控、表面电子结构调变和量子点修饰等,评价其对有机污染物降解和降冰片二烯异构等模型光催化反应的影响,旨在阐述微观表界面结构和物化性质的可控过程及其对光催化的影响规律。针对TiO2电荷分离效率低等问题,通过金属掺杂改性来调变能带结构和晶格化学环境以提高光利用效率。采用水解沉淀法合成了过渡金属掺杂的TiO2。V和Fe离子能掺杂进骨架并以Ti-O-M的结构存在;Ce离子以间隙形式存在于骨架中;而Cr和Cu离子主要以氧化物形式分散于表面。所以,V和Fe离子掺杂的TiO2在光催化降冰片二烯(NBD)异构反应中表现出较高的反应活性...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

华侨大学
华侨大学

可见光响应型氧化钨基异质结构筑及光催化性能研究

利用太阳能光催化技术来解决能源短缺、环境污染等问题,一直是前沿科学技术领域的研究热点之一。然而,半导体的光催化材料的低太阳能利用率和低量子效率制约了其广泛应用。因此,探索如何提高光催化材料的光能利用率、催化活性和稳定性是太阳能光催化技术研究的重点和难点。氧化钨因其禁带宽度适中,特殊的隧道结构,耐光腐蚀和绿色无污染等优良性质,成为半导体光催化领域新一代研究的热门材料。但是氧化钨光生电子的还原能力较弱,致使氧化钨的光催化活性较低。本论文通过半导体的能带调控理论,采用复合和异质结耦合等手段对分级结构氧化钨进行光催化改性,提高氧化钨可见光响应的光催化活性。用XRD、SEM、TEM、XPS、Uv-vis DRS光谱、PL光谱、M-S谱和EIS谱等分析手段对其结构、形貌和光电性能等进行了表征。基于上述内容,本论文开展了以下研究工作:1.首先采用溶剂热法制备单斜相三氧化钨微纳米球光催化剂。然后继续采用溶剂热法,合成了具有高可见光催化活性Ti ...  (本文共150页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京化工大学
北京化工大学

基于TiO_2纳米复合/掺杂材料的制备及光催化性能研究

随着环境污染的加剧以及人们对建设绿色美好家园的向往,急需找到效率高、价格低廉且具有工业应用前景的污染物处理技术。在各种先进的氧化技术中,基于半导体光催化剂实施的光催化技术被认为是一种最具工业化应用前景的污染物处理技术。半导体Ti02由于其强氧化能力、相对低廉的价格、性能稳定以及无二次污染等特性,因而被视为是最具竞争力的光催化材料。目前,研究较多的是基于Ti02的悬浮体系,但该体系下存在着催化剂分离难、回收再利用过程复杂、后处理费用高等难题。构建以Ti02薄膜为光催化剂的非均相体系在解决上述问题方面显示了明显的优势。在此基础上,通过制备新型的薄膜材料可以达到有效抑制载流子复合、增强催化剂对可见光响应并最终提高薄膜光催化降解效率的目的。与基于Ti02薄膜的光催化技术相比,光电催化技术展现出更高的催化降解能力,这是由于外加电场的存在能够有效的提高电子-空穴的利用率,进一步加速污染物的降解。鉴于此,本论文对基于Ti02薄膜的设计和制备进...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

超声/微波辅助制备纳米TiO_2及光催化性能研究

半导体多相光催化作为高级氧化技术之一正引起人们的日益重视。光催化反应过程中产生氧化性极强的羟基自由基(·OH),可将难降解有机污染物分解为二氧化碳和水,因此被应用于有机废水处理和空气净化研究中。在各种半导体光催化剂中,二氧化钛(TiO2)因其无毒、化学惰性、廉价、高效等优异特点,成为研究最多的光催化材料。TiO2较宽的禁带宽度和较低的量子效率是限制其实际应用的主要原因,因此高效率的TiO2光催化剂的研究仍是该领域的热点。改进制备方法是提高催化剂活性的途径之一,目前关于超声、微波辅助制备TiO2催化剂的研究较少,因此超声、微波辅助TiO2催化剂制备技术的研究,对于拓展纳米TiO2催化剂制备技术,促进该研究领域的发展具有实际意义。本文在总结和评述半导体光催化效率研究进展的基础上,针对目前纳米TiO2催化剂制备中存在的易团聚、分散性差的问题,采用超声、微波辅助法成功地制备了一系列纳米TiO2光催化剂,探讨了晶型结构对光催化活性的影响;...  (本文共217页) 本文目录 | 阅读全文>>