染料敏化的氧化锌“纳米草坪”的构建及其光催化制氢性能
[Abstract]:As we all know, hydrogen is regarded as the most ideal energy carrier in the future. Therefore, photocatalytic hydrogen production from water has become an important subject in the field of solar energy storage and conversion. Among many photocatalysts, zinc oxide is considered to be a promising photocatalyst because of its similar band structure and photovoltaic properties as titanium dioxide, high electron mobility, easy crystallization and anisotropic growth. It is expected to be widely used in the field of solar conversion and photocatalytic hydrogen production. In particular, ZnO nanostructures with high aspect ratio have attracted more attention because of their better electron transport performance and larger specific surface area than granular ZnO nanostructures. However, zinc oxide is a wide band gap semiconductor, only absorbed in the ultraviolet region, which limits its practical application. Recent studies have shown that dye sensitization is considered to be one of the most effective methods to broaden the working wavelength of photocatalyst. Therefore, the dye sensitized ZnO nanostructure with high aspect ratio may be an efficient visible light catalyst. It may be used to solve the problems caused by the immobilization of nanomaterials, such as the decrease of specific surface area and the decrease of photocatalytic activity. Based on the above ideas, a series of dye sensitized ZnO nanorod arrays ("nano-lawn") were constructed, and the photocatalytic activity of the catalytic system for hydrogen production was systematically explored. The main contents are as follows: (1) the preparation technology of zinc oxide "nanometer lawn" at low temperature was studied systematically. The effects of hydrothermal temperature, hydrothermal time and precursor concentration on the morphology and crystal structure of ZnO "nano-lawn" were discussed. Finally, zinc oxide "nanometer lawn" with high aspect ratio, uniform structure and stable structure was prepared. (2) using eosin Y as sensitizer, the "nanometer lawn" of zinc oxide sensitized by eosin Y was constructed. On this basis, the photocatalytic hydrogen production activity of eosin Y sensitized zinc oxide "nano-lawn" was investigated by using triethanolamine (TEOA) as a sacrificial agent under visible light irradiation. At the same time, the characteristics of dyes and the mechanism of hydrogen production were studied by spectroscopic and photochemical methods. The experimental results show that the complex system has high visible light catalytic activity and is an efficient visible light catalyst for hydrogen production. The maximum hydrogen production rate is 0.46 Lm-2 h-1. In addition, the results show that the problem of photocatalytic degradation caused by immobilization of nano-materials can be effectively solved by constructing "nano-lawn" of dye sensitized zinc oxide. Compared with eosin Y sensitized ZnO nanoparticles film, the photocatalytic activity of eosin Y sensitized zinc oxide "nano-lawn" was 2.26 times higher than that of eosin Y sensitized ZnO nanoparticles. (3) eosin Y and rose red were used as co-sensitizers. A dye sensitized zinc oxide "nanometer lawn" with higher visible light catalytic activity was constructed. The effects of the mixing ratio of two dyes and the concentration of dyes on the photocatalytic activity of hydrogen production were investigated in detail. The best photocatalytic system for hydrogen production was obtained. The experimental results show that there is a strong synergy between eosin Y and rose red. Under the same experimental conditions, the co-sensitized system has obvious advantages over the single-sensitized system. The highest hydrogen production rate of co-sensitized zinc oxide "nano-lawn" was 0.52 L m-2 h-1, which was 230% and 158% of that of eosin Y single sensitized system and rose red monosensitized system, respectively. In addition, the mechanism of synergistic action was preliminarily discussed by spectroscopic and electrochemical methods. The results showed that the synergistic effect was mainly due to the energy transfer effect between eosin Y and rose red.
【学位授予单位】:上海应用技术学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O643.36;TQ116.2
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;纳米新产品[J];黄金科学技术;2002年01期
2 张百奇;纳米金的应用[J];黄金;2003年06期
3 马琨;透视"纳米热"[J];深圳特区科技;2004年Z4期
4 萧斌;;当“纳米”与“化工”相遇——记湘潭大学化工学院副院长周继承教授[J];中国高校科技与产业化;2009年06期
5 汤倩;张燕;王钜;;纳米科技及其在地学上应用[J];科技传播;2010年22期
6 蒋国翔;沈珍瑶;牛军峰;庄玲萍;何天德;;环境中典型人工纳米颗粒物毒性效应[J];化学进展;2011年08期
7 丹丘生;;纳米金粒子的妙用[J];大科技(科学之谜);2012年11期
8 滑晓晖;纳米新产品——黄金新的工业用途[J];江西地质;2001年03期
9 ;国外纳米进展[J];中国新技术新产品精选;2001年Z1期
10 ;量子化尺寸纳米颗粒及其在生物体系中的作用[J];中国新技术新产品精选;2001年Z1期
相关会议论文 前10条
1 廉学明;金洁;田佳;赵汉英;;具有温度响应可逆收缩的纳米金球簇[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
2 李传新;潘春旭;;纳米科技现状及展望[A];中南地区第十六届电子显微镜学术交流会论文集[C];2007年
3 何微娜;林丰;郭祥群;;自旋标记-发光纳米金多模式探针研究[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
4 余玲;张彦峥;王亚丹;张银堂;徐茂田;;非标记纳米金光谱法检测雌激素[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
5 郭彬;李青山;;纳米功能性纺织品的最新研究进展[A];雪莲杯第10届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2010年
6 贾文峰;李津如;林官华;江龙;;简单方法制备单分散纳米金花及其表面拉曼增强应用[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
7 李竟先;鄢程;吴基球;;纳米颗粒制备过程中的机械力化学效应[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
8 唐芳琼;;尺寸、结构、形貌可控纳米颗粒制备与调变技术开发[A];纳微粉体制备与应用进展——2002年纳微粉体制备与技术应用研讨会论文集[C];2002年
9 李军;纪小慧;洪霞;王连英;贾若昆;菅文平;白玉白;;基于纳米晶特性的免疫检测研究[A];2003年纳米和表面科学与技术全国会议论文摘要集[C];2003年
10 袭著革;;纳米毒理学研究进展[A];中国毒理学会环境与生态毒理学专业委员会成立大会会议论文集[C];2008年
相关重要报纸文章 前10条
1 本报记者 刘俊;“纳米食品”安全存疑[N];广州日报;2010年
2 张阳德;我国纳米生物医药科技发展的战略思考[N];科技日报;2003年
3 本报记者 童岱;刘扬:发现“神水”之毒[N];北京科技报;2009年
4 本报记者 贾书哲;拨开迷雾看纳米[N];中国质量报;2002年
5 何屹;纳米金晶簇的催化活性与大小有关[N];科技日报;2008年
6 本报记者 李胜;一吨值一亿美元[N];深圳商报;2002年
7 李树龙;小纳米 大神通(上篇)[N];中国黄金报;2001年
8 记者 任荃;纳米金球让基因拷贝不走样[N];文汇报;2006年
9 中国包装联合会纸委会副秘书长 陈希荣;微观色彩学与包装设计应用[N];中国包装报;2010年
10 张唯诚;显微世界中的DNA纳米机器人[N];大众科技报;2010年
相关博士学位论文 前10条
1 冯永海;Au、Ag、Pd、Cu、Ni纳米催化剂设计构筑与催化氧化还原研究[D];江苏大学;2015年
2 陈娜;纳米金对胶质瘤放射增敏作用的研究[D];苏州大学;2015年
3 李太山;纳米晶制备、表征、荧光和共振瑞利散射光谱特性研究[D];西南大学;2008年
4 朱小红;电沉积聚合物和纳米颗粒构造电化学传感器以及纳米电极的研制[D];中国科学技术大学;2007年
5 陶洪;硒、碲及其化合物纳米线的液相化学合成和电子器件性能的研究[D];华南理工大学;2010年
6 杨淑华;金纳米棒—适配子耦联物的研制及其在体内外肿瘤热疗中的应用研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2010年
7 霍子扬;过渡金属氧化物纳米结构的调控合成、组装及其性能研究[D];清华大学;2009年
8 钱骏;具有优良光谱特性的纳米颗粒在生物光学成像中的应用研究[D];浙江大学;2009年
9 庄家骐;水溶性掺杂型纳米晶的合成及性质研究[D];吉林大学;2004年
10 李梅;金属氧化物多孔纳米固体的制备及其复合发光材料的性质研究[D];山东大学;2006年
相关硕士学位论文 前10条
1 寇瑞花;壳聚糖基金纳米棒的构建及其纳米药物载体的研究[D];北京协和医学院;2015年
2 何路伟;染料敏化的氧化锌“纳米草坪”的构建及其光催化制氢性能[D];上海应用技术学院;2015年
3 熊海岩;钯、铂、金基纳米催化剂的制备及其性能研究[D];山东大学;2015年
4 席春晓;棒状金纳米晶及类球形银纳米晶的可控制备与性能研究[D];山东大学;2015年
5 谢芳;择优腐蚀制备新颖金铂异质纳米结构[D];山东大学;2015年
6 梁莹;Anti-cMet抗体耦合空心纳米金球对宫颈癌光热治疗增敏之作用研究[D];山东大学;2015年
7 刘晶;纳米金—声致发光分析方法研究[D];陕西师范大学;2015年
8 何逸鹏;纳米金与不同亚型乳腺癌细胞相互作用的初步研究[D];福建师范大学;2015年
9 韦正楠;基于富勒烯@金纳米等离子体的Fenton催化传感器研究[D];重庆大学;2015年
10 潘欢欢;一维半导体纳米结构可控制备及其光电探测器的研究[D];苏州大学;2015年
,本文编号:2425056
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huagong/2425056.html