Fe 2 O 3 基二元复合纳米材料的制备及其光电特性研究

发布时间：2023-06-02 00:06

　　赤铁矿(α-Fe₂O₃)因具有良好的化学稳定性、价格低廉,环境友好且具有窄的带隙宽度(1.9-2.2 eV),高达40%太阳能吸收效率而被认为是光催化降解有机污染物中最有前景的半导体材料之一。然而,α-Fe₂O₃单体材料吸收系数差,导电率低,激子寿命短(≈10^-1212 s),空穴扩散长度短(2-4 nm),电子-空穴对复合速度快等影响了α-Fe₂O₃的大范围光催化应用。复合光催化材料可以充分利用异质结构间的协同效应,有效调节半导体材料的带隙结构,同时异质界面可以有效地辅助光诱导电荷载体迁移并阻碍这些电荷载流子重组以提高光催化降解有机污染物的效率。因此,基于异质结构的复合光催化剂设计已成为氧化铁基光催化材料的研究重点。本文利用纳米氧化铁为基材,分别构建了氧化铁基的金纳米复合材料(AuNPs/α-Fe₂O₃和AuNWs/α-Fe₂O₃)以及氧化铁为核...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 基于半导体材料的光催化机制
        1.2.1 半导体光催化机理
        1.2.2 影响半导体光催化性能的主要因素
    1.3 Fe₂O₃基光催化剂的研究进展
        1.3.1 形貌的控制
        1.3.2 元素掺杂
        1.3.3 碳基材料的复合
        1.3.4 贵金属负载
        1.3.5 半导体耦合
    1.4 选题依据、研究意义和主要内容
        1.4.1 本文的选题依据和研究意义
        1.4.2 本文的主要内容
第二章 AuNPs/α-Fe₂O₃的制备及其光电催化性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验准备
        2.2.1 实验试剂及仪器
        2.2.2 样品表征
    2.3 试验过程
        2.3.1 α-Fe₂O₃纳米颗粒的制备
        2.3.2 AuNPs/α-Fe₂O₃的制备
        2.3.3 光电流测试
        2.3.4 光催化降解
    2.4 AuNPs/α-Fe₂O₃的表征
        2.4.1 AuNPs/α-Fe₂O₃的SEM和TEM表征
        2.4.2 AuNPs/α-Fe₂O₃的EDX分析
        2.4.3 AuNPs/α-Fe₂O₃的Zeta电位分析
    2.5 AuNPs/α-Fe₂O₃的光电催化特性
        2.5.1 AuNPs/α-Fe₂O₃的光吸收特性
        2.5.2 AuNPs/αFe₂O₃的光电流测试
        2.5.3 AuNPs/α-Fe₂O₃对不同性质染料的光催化性能研究
    2.6 本章小结
第三章 AuNWs/α-Fe₂O₃的制备及其光电催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 AuNWs/α-Fe₂O₃的制备及表征
        3.2.1 实验试剂及仪器
        3.2.2 制备AuNWs/α-Fe₂O₃的实验过程
        3.2.3 AuNWs/α-Fe₂O₃形貌表征
    3.3 AuNWs/α-Fe₂O₃的光电催化特性
        3.3.1 AuNWs/α-Fe₂O₃的光吸收特性
        3.3.2 AuNWs/α-Fe₂O₃的光电流响应
        3.3.3 AuNWs/α-Fe₂O₃的光催化性能
        3.3.4 AuNWs/α-Fe₂O₃对不同性质染料的光催化性能研究
        3.3.5 AuNWs/α-Fe₂O₃的光催化机理
    3.5 本章小结
第四章 α-Fe₂O₃@SiO₂的制备及其光电催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 α-Fe₂O₃@SiO₂的制备与表征
        4.2.1 实验试剂及仪器
        4.2.2 实验方法及过程
        4.2.3 XRD分析以及形貌特性表征
    4.3 α-Fe₂O₃@SiO₂光电催化特性研究
        4.3.1 光电特性研究
        4.3.2 α-Fe₂O₃@SiO₂光催化降解实验结果与讨论
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文及获得的成果



本文编号：3827287