幾種高活性納米復合光催化劑的制備及其可見光活性研究.pdf

1、中國科學技術大學博士學位論幾種高活性納米復合光催化劑的制備及其可見光活性研究作者姓名：學科專業(yè)：導師姓名：完成時間：王萬勝納米化學徐安武教授二。一四年五月文摘要摘要半導體光催化技術在解決當前能源和環(huán)境問題方面有望成為最有效方式之一，通過將太陽能轉化為化學能的光解水技術可以解決化石能源枯竭的危機，而光催化降解清除有毒污染物將成為解決環(huán)境問題的廉價可行的途徑。然而研究較多的傳統(tǒng)的光催化材料大部分都是寬禁帶光催化劑，只能被紫外光區(qū)被激發(fā)，而紫

2、外光只占整個太陽光區(qū)的4％左右，相反可見光則占太陽光能量的約46％，因此研究和探索新的可見光響應的光催化材料是目前函待解決的關鍵所在。為了使光催化劑能更好的利用太陽光，一般有兩種方法去開發(fā)可見光響應的光催化劑。一是通過金屬或非金屬元素的摻雜的方式在導帶和價帶之間引入中間能級，使其吸收向著可見光的吸收范圍移動。另一種方法是發(fā)現(xiàn)和開發(fā)新的可見光響應的光催化劑，以便更好的利用太陽光。所以，我們開始努力探索新穎半導體材料，針對以優(yōu)化特定應用的能

3、帶結構。然后我們研究和設計先進的光催化材料的制備的納米技術。許多在光催化中的最新進展已經實現(xiàn)了納米材料的形態(tài)選擇控制或利用納米自組裝系統(tǒng)的集體性質。在本文中，我們主要介紹幾種具有高的可見光活性的納米復合光催化劑的合成及表征。論文的內容分為以下四章：，第一章為緒論，首先概述半導體光催化的研究背景，接著介紹半導體光催化劑的改性及其在實際中的相關應用，包括在能源開發(fā)和儲存，環(huán)境治理和消毒抗菌等。最后引出了本論文的研究內容及意義。在第二章中，我

4、們通過簡單的一步水熱法合成了一種新型的超薄zi02／g：raphene納米片復合結構，其中Ti02納米片幾乎完全有(001)高能晶面組成。所制備的樣品擁有很好的可見光催化活性。當然，樣品的制備條件對催化劑的活性有很重要的影響，在石墨烯的含量為1％時，樣品的光催化活性最高?；赥EM、XPS、Raman光譜和FTIR光譜的分析，我們把光催化活性提高的原因概括為以下幾點：TiOC鍵的形成增加了其在可見光區(qū)的吸收范圍，石墨烯的引入大大提高了光