聚多巴胺基纳米复合材料在光催化及聚合物太阳能电池领域的应用
发布时间：2020-12-10 01:13
多巴胺（DA）可以通过自聚合反应沉积在大多数固体材料表面并对其进行改性。聚多巴胺膜（PDA）具有丰富的官能团,能与氨基、巯基及金属离子等反应。金属氧化物@PDA纳米复合材料中,PDA在光的作用下起着多重作用,最主要的是可以增加光的吸收及加快电子的转移,进而减少了光生电子与空穴的复合。而PDA涂层的厚度对上述作用的发挥有着重要的影响。本论文围绕聚多巴胺包覆二氧化钛、氧化锌纳米复合材料的制备及其在光催化及聚合物太阳能电池中的应用展开研究,主要内容分为以下四部分:一、Ti02@PDA的光催化性能。改变DA的浓度与聚合时间,制备了 Ti02@PDA用于染料的光催化降解。发现DA浓度为0.4 mg/mL,聚合时间为2 h时获得的TiO2@PDA对罗丹明B（RhB）的降解率最大。与未包覆Ti02相比,紫外-可见光照射1.5 h后,Ti02的降解率由94.42%提高到99.28%,提升了 4.86%;可见光照射1.5 h后,降解率由42.36%提高到77.40%,提升了 35.04%。在Ti02表面包覆PDA可以增大可见光利用率、提高光催化性能;此外,经HPLC/MS检测中间产物发现紫外-可见与可见...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１半导体中的电子能级１｜】??Ｆｉｇ．?１－１?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｌｅｖｅｌｓ?ｉｎ?ａ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ??
引言??传导的主要形式是电子还是空穴控制的，而且掺杂还可以使禁带宽度变得更窄，??如图１－１所示。电流的传输形式主要为电子的半导体称为ｎ型半导体，电子数量主??要由掺杂施主杂质的施主数决定；电流的传输形式主要为空穴的半导体称为ｐ型??半导体，空穴数量主要由掺杂受主杂质的受主数决定。若在半导体材料中同时掺??杂施主杂质、受主杂质两种材料，则会出现补偿作用，载流子由掺杂数量多的杂??质所决定。??导带?导带?导带??Ｑ?Ｑ?６?＿????晚圾??禁带?禁帝?萊带??（ａ＞本征半导体?（ｂ）ｎ型半导体?（ｃ＞ｐ型丰导体??图１－１半导体中的电子能级１｜】??Ｆｉｇ．?１－１?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｌｅｖｅｌｓ?ｉｎ?ａ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ??１．１．２半导体光催化的发展??１９７２年，Ｈｏｎｄａ和Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ［２］首次在ｎ型半导体Ｔｉ０２电极上发现了光催化裂??解水的现象。四年后Ｊｏｈｎ．?Ｈ?．ＣａｒｅｙＷ等科学家发现并探索了?Ｔｉ０２对多氯联苯的光??催化氧化反应。随后的一年，ＹｏｋｏｔａＴＷ等科学家的研宄表明，在光照条件下，Ｔｉ０２??对丙烯环氧化具有光催化降解效果，从而拓宽了光催化的应用范围。随着时间推??进到１９８３年，Ｄ．Ｆｏｌｌｉｏ和Ａ．Ｌ．?Ｐｒｕｄｅｎ［５］研宄了?ＴｉＯ：：对一些烷烃、烯烃和芳香烃的??氯化物等污染物的光催化降解，发现这些物质都能在光的作用下迅速降解。６年后，??Ｔａｎａｋａ．Ｋ［６］等科学家研宄表明
太阳光的利用率非常低。研究发现，可见光占据太阳光比例为４８％，将近是??太阳光的一半，是紫外光的９．６倍，所以在可见光条件下进行光催化具有更多的研??宄价值（图１４）。光谱响应范围窄、太阳光利用率低是大多数半导体材料的根本问??题。因此，提高太阳光中可见光的利用率是关键。??＾?ｌ＊Ｖ！?Ｖｉｓｉｂｌｅ！?Ｉｎｆｒａｒｅｄ??ｆ－?ｆ＼！??Ｉ：旧＾??２００?４００?ＳＤＯ?ＭＯ?１０００?１２００?１４００??Ｖ＾ｔｅｖｔｌＭｉｇｌｈ?ｉ?ｒｕｎ??图１￣４太阳光全光谱图【９ｌ??４??
本文编号：2907811
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【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１半导体中的电子能级１｜】??Ｆｉｇ．?１－１?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｌｅｖｅｌｓ?ｉｎ?ａ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ??
引言??传导的主要形式是电子还是空穴控制的，而且掺杂还可以使禁带宽度变得更窄，??如图１－１所示。电流的传输形式主要为电子的半导体称为ｎ型半导体，电子数量主??要由掺杂施主杂质的施主数决定；电流的传输形式主要为空穴的半导体称为ｐ型??半导体，空穴数量主要由掺杂受主杂质的受主数决定。若在半导体材料中同时掺??杂施主杂质、受主杂质两种材料，则会出现补偿作用，载流子由掺杂数量多的杂??质所决定。??导带?导带?导带??Ｑ?Ｑ?６?＿????晚圾??禁带?禁帝?萊带??（ａ＞本征半导体?（ｂ）ｎ型半导体?（ｃ＞ｐ型丰导体??图１－１半导体中的电子能级１｜】??Ｆｉｇ．?１－１?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｌｅｖｅｌｓ?ｉｎ?ａ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ??１．１．２半导体光催化的发展??１９７２年，Ｈｏｎｄａ和Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ［２］首次在ｎ型半导体Ｔｉ０２电极上发现了光催化裂??解水的现象。四年后Ｊｏｈｎ．?Ｈ?．ＣａｒｅｙＷ等科学家发现并探索了?Ｔｉ０２对多氯联苯的光??催化氧化反应。随后的一年，ＹｏｋｏｔａＴＷ等科学家的研宄表明，在光照条件下，Ｔｉ０２??对丙烯环氧化具有光催化降解效果，从而拓宽了光催化的应用范围。随着时间推??进到１９８３年，Ｄ．Ｆｏｌｌｉｏ和Ａ．Ｌ．?Ｐｒｕｄｅｎ［５］研宄了?ＴｉＯ：：对一些烷烃、烯烃和芳香烃的??氯化物等污染物的光催化降解，发现这些物质都能在光的作用下迅速降解。６年后，??Ｔａｎａｋａ．Ｋ［６］等科学家研宄表明
太阳光的利用率非常低。研究发现，可见光占据太阳光比例为４８％，将近是??太阳光的一半，是紫外光的９．６倍，所以在可见光条件下进行光催化具有更多的研??宄价值（图１４）。光谱响应范围窄、太阳光利用率低是大多数半导体材料的根本问??题。因此，提高太阳光中可见光的利用率是关键。??＾?ｌ＊Ｖ！?Ｖｉｓｉｂｌｅ！?Ｉｎｆｒａｒｅｄ??ｆ－?ｆ＼！??Ｉ：旧＾??２００?４００?ＳＤＯ?ＭＯ?１０００?１２００?１４００??Ｖ＾ｔｅｖｔｌＭｉｇｌｈ?ｉ?ｒｕｎ??图１￣４太阳光全光谱图【９ｌ??４??
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