目前以化石燃料為主要能源的各類活動導致全球氣溫變暖、環境惡化，給人們的生活帶來諸多危害。面對環境污染和能源短缺的威脅，人們采用各種方法來改善環境并開發新型能源代替不可再生能源。其中利用半導體光催化技術處理污染廢水、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技術。目前性能較為優異和研究最為深入的光催化劑是納米二氧化鈦(TiO2)半導體。TiO2光化學穩定性高、對環境無污染、催化效率高，可廣泛應用于污水處理、殺菌、空氣凈化、分解水制氫等領域。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，太陽光利用率低；并且TiO2電導率低，光生電子和空穴的傳輸速率慢，易在TiO2的缺陷部位復合，從而嚴重影響光催化效率。因此，制備高活性TiO2光催化劑的關鍵是減小其禁帶寬度，抑制光生電子和空穴的復合。 基于材料結構與性能的關系，光催化劑的性能與其形貌、晶型、晶面等微觀因素有關。隨著研究的深入，一些新的納米結構不斷涌現，新的合成技術不斷完善，新的分析技術不斷成熟。結合納米材料...

【文章頁數】：102 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 TiO₂半導體納米材料
        1.1.1 引言
        1.1.2 納米 TiO₂光催化原理
        1.1.3 納米 TiO₂半導體的應用
    1.2 TiO₂半導體的改性研究
        1.2.1 金屬離子摻雜
        1.2.2 非金屬元素摻雜
        1.2.3 貴金屬沉積
        1.2.4 半導體復合
        1.2.5 表面光敏化
        1.2.6 Ti³⁺自摻雜
        1.2.7 TiO₂微結構調控
    1.3 論文選題意義
    1.4 論文研究內容和技術手段
        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 金屬單質還原制備 Ti³⁺自摻雜的 TiO₂-x異質(相)結與光電轉換性能12
    2.1 Ti³⁺自摻雜的 TiO₂-x(A)/TiO₂-x(R)異相結的制備與光催化性能
        2.1.1 材料制備
        2.1.2 結果與討論
            2.1.2.1 樣品表征
            2.1.2.2 Ti³⁺自摻雜 TiO₂-x(A)/TiO₂-x(R)異相結形成機制
            2.1.2.3 樣品的光學性質和光催化活性
            2.1.2.4 光催化機理
        2.1.3 本節結論
    2.2 不同工藝制備 Ti³⁺自摻雜鈦-鋅復合氧化物及其性能
        2.2.1 樣品制備
        2.2.2 結果與討論
            2.2.2.1 樣品的表征
            2.2.2.2 Ti³⁺自摻雜 Ti-Zn 復合氧化物的形成機理
            2.2.2.3 光學特性和光催化活性
            2.2.2.4 光電化學和析氫性能
            2.2.2.5 光生電子和空穴轉移機制和催化機理
        2.2.3 本節結論
    2.3 Ti³⁺自摻雜的 TiO₂-x/SnO2/SnS2異質結的制備與光電轉換性能
        2.3.1 樣品制備
        2.3.2 結果與討論
            2.3.2.1 樣品表征
            2.3.2.2 光催化活性
            2.3.2.3 光電轉換性能
            2.3.2.4 光電轉換和光催化過程機制
        2.3.3 本節結論
    2.4 本章結論
第3章 Ga3+摻雜的 TiO₂-x異相結的構筑與光電轉換性能
    3.1 引言
    3.2 樣品制備
    3.3 結果與討論
        3.3.1 樣品表征
        3.3.2 Ga3+摻雜 TiO₂-x異相結的可能形成機制
        3.3.3 樣品的光吸收性能和光催化活性
        3.3.4 樣品的光電轉換和分解水制氫性能
        3.3.5 樣品的光電轉換和光催化機制
    3.4 本章結論
第4章 原位構筑 TiO₂-x/BiOCl 異質結及其光催化性能研究
    4.1 前言
    4.2 樣品制備
    4.3 結果與討論
        4.3.1 樣品表征
        4.3.2 還原態 TiO₂-x/BiOCl 異質結的形成機制
        4.3.3 光學特性和光催化活性
        4.3.4 提高的光催化活性機制
    4.4 本章結論
第5章 總結與展望
    5.1 論文主要結論
    5.2 存在的問題和展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間取得的科研成果
    1. 學術論文研究成果
    2. 其它研究成果



本文編號：3998449