Bi 2 S 3 /TiO 2 同轴纳米电缆的制备及其光催化性能研究
发布时间：2023-08-30 01:05
本文采用电化学方法,以阳极氧化铝(AAO)为模板,控电位沉积了Bi2S3纳米管、纳米线以及Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)等测试对材料的表面形貌、晶型结构、元素组成等进行了表征,另外,利用紫外-可见吸收光谱等对产物的光响应性能和光催化活性进行了分析。在AAO模板中,以Na2S2O3为硫源,Bi(NO3)3为铋源,控电位沉积了Bi2S3纳米材料,镀液温度5℃,沉积电位-1.11 V。控制沉积时间可分别得到Bi2S3纳米管和纳米线,获得的一维Bi2S3纳米管(线)尺寸一致,外径约为100 nm,与AAO模板孔径一致。Bi2S3纳米材料的禁带宽度为1.4 eV。Mott-Schokkty测试结果表明,制得的Bi2S3纳米材料为p型半导体。采用两步控电位沉积的方法,以AAO模板为工作电极,分别制备出TiO2纳米管及Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆。测试结果表明,Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆为接触良好的核壳结构。同轴结构的外径约为100 nm,壁厚20...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 半导体纳米材料
1.2.1 半导体材料及能带理论
1.2.2 半导体纳米材料的特性
1.2.3 半导体纳米材料的应用
1.3 TiO2纳米材料概述
1.3.1 不同形貌TiO2纳米材料的制备
1.3.2 TiO2纳米材料的应用领域
1.3.3 TiO2纳米材料的改性研究
1.4 Bi2S3纳米材料概述
1.4.1 Bi2S3纳米材料的制备
1.4.2 Bi2S3纳米材料的应用领域
1.5 Bi2S3/TiO2纳米复合材料概述
1.6 半导体光催化反应
1.6.1 光催化降解技术概述
1.6.2 光催化制氢概述
1.7 本课题研究内容及意义
第二章 实验方法
2.1 AAO电极的制备
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.1.3 制备工艺流程
2.2 Bi2S3纳米线及其纳米管的制备
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 实验装置图
2.2.4 Bi2S3纳米线、纳米管的制备
2.3 Bi2S3/TiO2同轴纳米线的制备
2.3.1 实验试剂
2.3.2 实验仪器
2.3.3 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的制备
2.4 材料表征与性能测试
2.4.1 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.4.2 透射电子显微镜分析(TEM)
2.4.3 X射线衍射分析(XRD)
2.4.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.4.5 紫外-可见吸收光谱分析(UV-vis)
2.4.6 Mott-Schottky测试
2.4.7 光电响应性能测试
2.4.8 电化学交流阻抗测试
2.4.9 光催化降解性能测试
2.4.10 光催化制氢活性测试
第三章 Bi2S3纳米线、纳米管的制备及其性能研究
3.1 引言
3.2 AAO模板SEM表征
3.3 Bi2S3一维纳米材料的制备
3.3.1 Bi2S3一维纳米材料沉积电位的确定
3.3.2 Bi2S3纳米材料的沉积原理
3.3.3 Bi2S3制备工艺的正交试验设计与结果分析
3.4 Bi2S3纳米材料的表征
3.4.1 Bi2S3纳米材料的SEM表征
3.4.2 Bi2S3纳米材料的TEM表征
3.4.3 Bi2S3纳米材料的EDS表征
3.4.4 Bi2S3纳米材料的XRD表征
3.4.5 Bi2S3纳米材料的XPS表征
3.4.6 Bi2S3纳米材料的紫外可见吸收光谱测试
3.4.7 Mott-Schottky测试
3.5 Bi2S3纳米材料的性能测试
3.5.1 光照开路电位测试
3.5.2 光催化降解性能测试
3.6 本章小结
第四章 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的制备及其性能研究
4.1. 引言
4.2 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的表征
4.2.1 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的SEM表征
4.2.2 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的TEM表征
4.2.3 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的EDS表征
4.2.4 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的XRD表征
4.2.5 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的紫外-可见吸收光谱测试
4.2.6 Mott-Schottky测试
4.3 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的性能测试
4.3.1 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的光照开路电位测试
4.3.2 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的交流阻抗测试
4.3.3 光催化降解性能测试
4.3.4 氙灯下光催化分解水制氢活性研究
4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3844633
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 半导体纳米材料
1.2.1 半导体材料及能带理论
1.2.2 半导体纳米材料的特性
1.2.3 半导体纳米材料的应用
1.3 TiO2纳米材料概述
1.3.1 不同形貌TiO2纳米材料的制备
1.3.2 TiO2纳米材料的应用领域
1.3.3 TiO2纳米材料的改性研究
1.4 Bi2S3纳米材料概述
1.4.1 Bi2S3纳米材料的制备
1.4.2 Bi2S3纳米材料的应用领域
1.5 Bi2S3/TiO2纳米复合材料概述
1.6 半导体光催化反应
1.6.1 光催化降解技术概述
1.6.2 光催化制氢概述
1.7 本课题研究内容及意义
第二章 实验方法
2.1 AAO电极的制备
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.1.3 制备工艺流程
2.2 Bi2S3纳米线及其纳米管的制备
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 实验装置图
2.2.4 Bi2S3纳米线、纳米管的制备
2.3 Bi2S3/TiO2同轴纳米线的制备
2.3.1 实验试剂
2.3.2 实验仪器
2.3.3 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的制备
2.4 材料表征与性能测试
2.4.1 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.4.2 透射电子显微镜分析(TEM)
2.4.3 X射线衍射分析(XRD)
2.4.4 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.4.5 紫外-可见吸收光谱分析(UV-vis)
2.4.6 Mott-Schottky测试
2.4.7 光电响应性能测试
2.4.8 电化学交流阻抗测试
2.4.9 光催化降解性能测试
2.4.10 光催化制氢活性测试
第三章 Bi2S3纳米线、纳米管的制备及其性能研究
3.1 引言
3.2 AAO模板SEM表征
3.3 Bi2S3一维纳米材料的制备
3.3.1 Bi2S3一维纳米材料沉积电位的确定
3.3.2 Bi2S3纳米材料的沉积原理
3.3.3 Bi2S3制备工艺的正交试验设计与结果分析
3.4 Bi2S3纳米材料的表征
3.4.1 Bi2S3纳米材料的SEM表征
3.4.2 Bi2S3纳米材料的TEM表征
3.4.3 Bi2S3纳米材料的EDS表征
3.4.4 Bi2S3纳米材料的XRD表征
3.4.5 Bi2S3纳米材料的XPS表征
3.4.6 Bi2S3纳米材料的紫外可见吸收光谱测试
3.4.7 Mott-Schottky测试
3.5 Bi2S3纳米材料的性能测试
3.5.1 光照开路电位测试
3.5.2 光催化降解性能测试
3.6 本章小结
第四章 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的制备及其性能研究
4.1. 引言
4.2 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的表征
4.2.1 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的SEM表征
4.2.2 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的TEM表征
4.2.3 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的EDS表征
4.2.4 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的XRD表征
4.2.5 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的紫外-可见吸收光谱测试
4.2.6 Mott-Schottky测试
4.3 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的性能测试
4.3.1 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的光照开路电位测试
4.3.2 Bi2S3/TiO2同轴纳米电缆的交流阻抗测试
4.3.3 光催化降解性能测试
4.3.4 氙灯下光催化分解水制氢活性研究
4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：3844633
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