暴露{111}晶面NiO、CoO、Cu 2 Se和Cu 2 O/Cu 2 Se纳米材料的增强光催化性能及其物理机制研究

发布时间：2023-01-26 02:33

　　采用热分解法、溶剂热法和水热法制备出暴露{111}晶面的立方相NiO八面体、CoO八面体、Cu2Se纳米线和Cu2O/Cu2Se超晶格纳米线结构。采用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、场发射电子显微镜（FESEM）.透射电子显微镜（TEM）、红外光谱（IR）和多功能成像光电子能谱仪（XPS）和物理吸附仪对产物的形貌和结构进行了表征。研究了不同形貌NiO、CoO、Cu2Se和Cu2O/Cu2Se纳米结构的形成过程,提出了可能的机理。探讨了简单无机阴离子（Cl-）和丙三醇、乙醇及乙醇胺分子在立方相NiO、CoO、Cu2Se和Cu2O/Cu2Se不同晶面上的选择性吸附对形成暴露不同晶面纳米结构所起的关键作用。研究了不同形貌NiO、CoO、 Cu2Se和Cu2O/Cu2Se纳米结构的光催化降解有机物和光催化分解水产氢性能。探讨了各种纳米结构的形貌、尺寸及暴露晶面与性能之间的关系。这些结果为NiO、CoO、Cu2Se和Cu2O/Cu2Se纳米材料的制备、化学物理性能研究以及在光催化、光电子、太阳能电池等领域的应用奠定了基础。具体研究结果如下：（1）通过简单的热分解法制备出Cl-... 

【文章页数】：151 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 半导体光催化原理
    1.3 半导体光催化剂的研究现状
    1.4 氧化镍(NiO)、氧化钴(CoO)、硒化亚铜(Cu_2Se)和氧化亚铜(Cu_2O)纳米材料
    1.5 NiO、CoO、Cu_2Se和Cu_2O的晶体结构
    1.6 NiO纳米材料的结构与性能
        1.6.1 磁学性能
        1.6.2 电化学性能
        1.6.3 气敏性能
        1.6.4 吸附性能
        1.6.5 光催化性能
    1.7 CoO纳米材料的结构与性能
        1.7.1 磁学性能和锂离子电池
    1.8 Cu_2Se纳米材料的结构及性能
        1.8.1 光电性能
    1.9 Cu_2O纳米材料的结构及性能
        1.9.1 气敏性能
        1.9.2 吸附性能
        1.9.3 光催化性能
        1.9.4 光伏性能
    1.10 超晶格纳米材料的结构及性能
    1.11 本课题的提出和意义
    1.12 本论文研究路线的设计及其研究内容
        1.12.1 本论文研究路线
        1.12.2 本论文研究内容
第2章 暴露{111}晶面NiO八面体负载AgCl的光催化性能及NiO极性{111}面间的电荷分离
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂和原料
        2.2.2 样品的制备
        2.2.3 产物的表征
        2.2.4 光催化降解实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Cl-NiO八面体的形貌和晶体结构分析
        2.3.2 AgCl-NiO八面体的形貌和晶体结构
        2.3.3 NiO八面体结构的形成机理
        2.3.4 光催化性能
        2.3.5 极性NiO{111}晶面间的电荷分离和光催化机理
    2.4 结论
第3章 CoO八面体极性{111}晶面间的电荷分离及其增强的可见光光催化性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂和原料
        3.2.2 样品的制备
        3.2.3 产物的表征
        3.2.4 光催化降解实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Cl-CoO八面体的形貌和晶体结构分析
        3.3.2 Cl-CoO八面体结构的形成机理
        3.3.3 AgCl-CoO八面体结构的形貌和晶体结构
        3.3.4 光催化性能
        3.3.5 CoO极性{111}面间的电荷分离和光催化机理
    3.4 结论
第4章 暴露{111}晶面Cu_2Se纳米线的可见光光催化及(111)和(111)极性晶面间的电荷分离
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂和原料
        4.2.2 样品的制备
        4.2.3 产物的表征
        4.2.4 光催化降解实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Cu_2Se纳米线的形貌和晶体结构分析
        4.3.2 Cu_2Se纳米线的形成机理
        4.3.3 光催化性能
    4.4 结论
第5章 Cu_2Se(111)和(111)极性晶面间的电荷分离机制研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 试剂和原料
        5.2.2 样品的制备
        5.2.3 产物的表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)分析
        5.3.2 透射电镜(TEM)分析
        5.3.3 Ag/MnO_2/Cu_2Se纳米片的扫描电镜(SEM)和X-射线能谱(EDX)分析
        5.3.4 (111)和(111)极性晶面间的电荷分离机制
    5.4 结论
第6章 暴露{111}晶面Cu_2O/Cu_2Se超晶格纳米线的可见光光催化分解水产氢性能及(111)和(111)极性晶面间的电荷分离
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 试剂和原料
        6.2.2 暴露{111}晶面Cu_2O/Cu_2Se超晶格纳米线的制备
        6.2.3 产物的表征
        6.2.4 光催化分解水产氢实验
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 前躯体结构的扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)分析
        6.3.2 Cu_2O/Cu_2Se超晶格纳米线的形貌及晶体结构分析
        6.3.3 光催化产氢性能
    6.4 结论
总结
参考文献
致谢
攻读博士学位期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化镍的制备和表征及光催化性能研究[J]. 娄向东,王天喜,成庆堂.  水处理技术. 2005(07)
[2]纳米氧化镍在铁镍蓄电池中的应用研究[J]. 马俊林,杨红琳,宋武林,胡菊.  化学与生物工程. 2005(02)



本文编号：3732071