氧化铟基多孔异质结的制备及其光催化性能的研究
发布时间：2021-02-09 10:05
多孔半导体纳米材料由于独特的结构和优异的性能而被广泛应用于催化、储能、气体传感器以及锂离子电池等领域。氧化铟（In2O3）作为典型的n型半导体,其带隙宽度大约是2.8 eV,具有低电导率、良好的光化学稳定性和可以吸收可见光等特点,在光催化和气体传感器等方面受到了广泛的关注。但目前In2O3应用在光催化领域仍然面临着以下问题:第一,由于In2O3的带隙较窄,在可见光照射下光生电子空穴对分离效率较低,使得其光催化活性降低;第二,小尺寸的In2O3容易团聚,造成有效反应活性位点大大减少,进而导致光催化活性降低。另外小尺寸的In2O3在悬浮体系中不易分离回收,不利于实际应用。针对以上问题,本文采用高分子辅助的溶胶凝胶-冷冻干燥技术制备大尺寸的三维层级多孔的In2O3纳米材料以减少团聚使其便于分离回收,并将其作为硬模板,通过简单的自牺牲...
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同尺寸的多孔材料[7]
多孔材料的种类繁多，按化学组成可以分为无机多孔材料和有机多孔材料两大类。中，无机多孔材料又包含金属多孔材料和非金属多孔材料。金属多孔材料包括泡沫金金属纤维毡、复合金属丝网络材料、空间有序多孔金属等多种类型；非金属多孔材料括陶瓷多孔材料、多孔碳材料、介孔二氧化硅等。有机多孔材料主要分为生物材料和生物有机多孔材料。生物多孔材料具有悠久的应用历史，木材、动物骨骼和珊瑚等都于生物多孔材料；近代以来，人们开发、制备了众多的非生物有机多孔材料，比如高子凝胶，塑料多孔材料等。随着科技的发展，越来越多的物质被制备成多孔材料，这大丰富了多孔材料的性能和应用领域[8-10]。根据国际纯粹与应用化学学会的标准，将多孔材料按孔径尺寸分为微孔，介孔和大材料[11]。此外，很多材料并不是只包含单一尺寸的孔结构，而是兼具微孔、介孔或者孔中至少两种孔径，这样的多孔材料被称为层级多孔材料[7]。层级多孔材料丰富的孔构特征赋予了其多种多样的功能，通过将多种孔结构组合在一起，可以使其同时包含种孔结构的优势，使其适应于高温、高压和酸碱等恶劣环境。与传统单一孔径的多孔料相比，层级多孔材料已经被应用于吸附、催化、气体传感、储能和生命科学等多个域，展现出良好的发展趋势[11-13]。
小到日常中随处可见的咖啡杯；多孔材料丰富的孔结构特征功能，现在技术的发展使得可以通过控制微观形态来控制多孔材料使得多孔材料已经被广泛应用于环境保护、航空航天、光电材料、。料由于强大的功能性受到了研究者的广泛关注，然而要制备出满足材料，具备相当的难度。近年来已经开发了多种方法来制备多孔材料模板法、胶体晶体模板法、聚合物模板法、溶胶-凝胶控制以及相，这些方法大体上可以归结为模板法和无模板法[11,14,15]。其中模板导向作用和空间限域作用对多孔材料的结构、形貌、排列和尺寸等最有效的方法。模板法按使用模板的不同，可以分为硬模板法和软本质上是用于复制硬模板的反向结构的铸造技术。大量的中尺度材介孔二氧化硅和阳极氧化铝等[18-20]，已经被广泛的用作硬模板，并后，最终可以获得良好结构的孔材料。目前，硬模板技术被认为是和通用方法。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无机多孔材料的合成及其在环境催化领域的应用[J]. 王斓懿,于学华,赵震. 物理化学学报. 2017(12)
[2]氧化铟的铋掺杂改性及其光催化性能[J]. 赵平歌,张格红,周孝德,汪文博. 安全与环境学报. 2016(06)
[3]高比表面多孔材料的制备研究进展[J]. 徐祥瀚,张宁,阚洪敏,王晓阳,龙海波. 粉末冶金工业. 2016(02)
[4]硬模板法合成介孔金属氧化物的研究进展[J]. 王文贞,韩筝,安霞,谢鲜梅. 应用化工. 2016(06)
[5]多孔材料的应用研究与发展前景[J]. 黄彩敏. 装备制造技术. 2014(02)
[6]浅谈金属多孔材料的制备方法与应用[J]. 于永亮. 硅谷. 2011(02)
[7]多孔材料的特性分析[J]. 席本强. 科技信息(科学教研). 2007(23)
博士论文
[1]模板法合成中空贵金属基纳米材料及电催化性能研究[D]. 邱晓雨.南京师范大学 2018
[2]硫化铟基复合纳米纤维材料的制备及其光催化性质研究[D]. 张鑫.东北师范大学 2015
[3]三维铋系光催化剂纳米结构的合成及其光催化性能的调控[D]. 葛明.南开大学 2012
[4]取向多孔导电聚乙烯醇（聚氨酯）基复合材料的制备及气敏行为[D]. 何洪.重庆大学 2012
[5]二氧化钛/半导体金属氧化物复合纳米纤维材料的制备及光催化性质研究[D]. 曹铁平.东北师范大学 2011
[6]几种介孔材料的硬模板法制备及其气敏性质研究[D]. 赖小勇.吉林大学 2009
硕士论文
[1]冰模板法制备淀粉基多孔材料及其性能研究[D]. 贾琳.西安理工大学 2018
[2]基于多孔的功能性复合材料的制备与应用探究[D]. 杨波.青岛大学 2018
[3]氧化铟及其复合物的制备、表征和光催化性能研究[D]. 严薇.陕西科技大学 2018
[4]硬模板法构筑三维多孔石墨烯及其复合材料[D]. 孔令西.沈阳大学 2018
[5]氧化铟纳米材料的制备及其发光性能和场发射性的研究[D]. 孙鹏.天津理工大学 2014
本文编号：3025469
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同尺寸的多孔材料[7]
多孔材料的种类繁多，按化学组成可以分为无机多孔材料和有机多孔材料两大类。中，无机多孔材料又包含金属多孔材料和非金属多孔材料。金属多孔材料包括泡沫金金属纤维毡、复合金属丝网络材料、空间有序多孔金属等多种类型；非金属多孔材料括陶瓷多孔材料、多孔碳材料、介孔二氧化硅等。有机多孔材料主要分为生物材料和生物有机多孔材料。生物多孔材料具有悠久的应用历史，木材、动物骨骼和珊瑚等都于生物多孔材料；近代以来，人们开发、制备了众多的非生物有机多孔材料，比如高子凝胶，塑料多孔材料等。随着科技的发展，越来越多的物质被制备成多孔材料，这大丰富了多孔材料的性能和应用领域[8-10]。根据国际纯粹与应用化学学会的标准，将多孔材料按孔径尺寸分为微孔，介孔和大材料[11]。此外，很多材料并不是只包含单一尺寸的孔结构，而是兼具微孔、介孔或者孔中至少两种孔径，这样的多孔材料被称为层级多孔材料[7]。层级多孔材料丰富的孔构特征赋予了其多种多样的功能，通过将多种孔结构组合在一起，可以使其同时包含种孔结构的优势，使其适应于高温、高压和酸碱等恶劣环境。与传统单一孔径的多孔料相比，层级多孔材料已经被应用于吸附、催化、气体传感、储能和生命科学等多个域，展现出良好的发展趋势[11-13]。
小到日常中随处可见的咖啡杯；多孔材料丰富的孔结构特征功能，现在技术的发展使得可以通过控制微观形态来控制多孔材料使得多孔材料已经被广泛应用于环境保护、航空航天、光电材料、。料由于强大的功能性受到了研究者的广泛关注，然而要制备出满足材料，具备相当的难度。近年来已经开发了多种方法来制备多孔材料模板法、胶体晶体模板法、聚合物模板法、溶胶-凝胶控制以及相，这些方法大体上可以归结为模板法和无模板法[11,14,15]。其中模板导向作用和空间限域作用对多孔材料的结构、形貌、排列和尺寸等最有效的方法。模板法按使用模板的不同，可以分为硬模板法和软本质上是用于复制硬模板的反向结构的铸造技术。大量的中尺度材介孔二氧化硅和阳极氧化铝等[18-20]，已经被广泛的用作硬模板，并后，最终可以获得良好结构的孔材料。目前，硬模板技术被认为是和通用方法。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无机多孔材料的合成及其在环境催化领域的应用[J]. 王斓懿,于学华,赵震. 物理化学学报. 2017(12)
[2]氧化铟的铋掺杂改性及其光催化性能[J]. 赵平歌,张格红,周孝德,汪文博. 安全与环境学报. 2016(06)
[3]高比表面多孔材料的制备研究进展[J]. 徐祥瀚,张宁,阚洪敏,王晓阳,龙海波. 粉末冶金工业. 2016(02)
[4]硬模板法合成介孔金属氧化物的研究进展[J]. 王文贞,韩筝,安霞,谢鲜梅. 应用化工. 2016(06)
[5]多孔材料的应用研究与发展前景[J]. 黄彩敏. 装备制造技术. 2014(02)
[6]浅谈金属多孔材料的制备方法与应用[J]. 于永亮. 硅谷. 2011(02)
[7]多孔材料的特性分析[J]. 席本强. 科技信息(科学教研). 2007(23)
博士论文
[1]模板法合成中空贵金属基纳米材料及电催化性能研究[D]. 邱晓雨.南京师范大学 2018
[2]硫化铟基复合纳米纤维材料的制备及其光催化性质研究[D]. 张鑫.东北师范大学 2015
[3]三维铋系光催化剂纳米结构的合成及其光催化性能的调控[D]. 葛明.南开大学 2012
[4]取向多孔导电聚乙烯醇（聚氨酯）基复合材料的制备及气敏行为[D]. 何洪.重庆大学 2012
[5]二氧化钛/半导体金属氧化物复合纳米纤维材料的制备及光催化性质研究[D]. 曹铁平.东北师范大学 2011
[6]几种介孔材料的硬模板法制备及其气敏性质研究[D]. 赖小勇.吉林大学 2009
硕士论文
[1]冰模板法制备淀粉基多孔材料及其性能研究[D]. 贾琳.西安理工大学 2018
[2]基于多孔的功能性复合材料的制备与应用探究[D]. 杨波.青岛大学 2018
[3]氧化铟及其复合物的制备、表征和光催化性能研究[D]. 严薇.陕西科技大学 2018
[4]硬模板法构筑三维多孔石墨烯及其复合材料[D]. 孔令西.沈阳大学 2018
[5]氧化铟纳米材料的制备及其发光性能和场发射性的研究[D]. 孙鹏.天津理工大学 2014
本文编号：3025469
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