石墨烯/BiVO 4 /CdS材料的光化学特征及其对罗丹明的降解性能
发布时间：2020-12-04 07:03
常见半导体材料如TiO2、ZnS和ZnO等禁带宽度较宽,在3.0 eV左右,只能吸收在太阳光中占5%的紫外光,对占46%的可见光都不能响应,光能利用效率很低,因此,迫切需要开发对可见光响应的半导体材料。CdS是一种窄禁带宽度的半导体材料,在室温下带隙宽度为2.4 eV,是一种对可见光响应的n型半导体,有优异的光学和电学性质,在光催化降解、光水解制氢和光电化学电池等诸多领域应用广泛。CdS可以光催化分解难降解有机物,但其材料本身结构稳定性差,易在光照情况下腐蚀,溶出具有神经毒性的Cd（II）,限制了其在环境保护方面的进一步应用。本文旨在探寻有效提高CdS光学性能和光催化效率的方法。主要研究内容和成果如下:（1）石墨烯/CdS光电效应和抗光腐蚀性能研究在FTO导电玻璃表面通过简单的一步水热法沉积CdS颗粒,颗粒直径约200nm,在CdS表面用浸渍-提拉成膜法分别修饰GO、r-GO片层,合成了CdS外修饰石墨烯的复合半导体材料。光电响应和稳定性测试结果表明GO和r-GO修饰对CdS的光电效应和抗光腐蚀性能都有提升,分别提升至纯CdS电极的1.73和1.47倍,但在缺乏牺...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本征半导体的能带结构模型
西安建筑科技大学硕士学位论文主能级占主导地位，空穴数超过电子数，则属 p 型，此时空穴是多子是少数载流子[10]。大部分半导体依不同杂质的能级可在 n 型和 p转换[16]，如 Si 类半导体材料，掺杂Ⅴ族元素(P、As、Sb 等)，使之取原子的位置，可提供除满足共价键配位以外的一个多余电子，则为 n在纯净的 Si 中掺入三价元素（如 Al、Ga、B），当杂质原子以替位方的 Si 原子时，则为 p 型半导体。某些半导体不受杂质影响[17]，总是 n2、CdS、V2O5；或总是 p 型的，如 Cu2O、NiO、VO2。所以常用元素材料进行改性，这将在后面详细讨论。
限制了半导体对太阳能光谱的吸收[18]。在图1.3 可以看到[19]，钒酸铋（BiVO4）的 ECBB比 φ（H2/H2O）更正，不能将 H+还原成H2，但是它可以在适当的受体存在下将 H2O 氧化成 O2。图 1.3 常见半导体的能带结构与氢电极电势和氧电极电势的相对位置
【参考文献】：
期刊论文
[1]还原条件下氧化石墨烯对铅离子的吸附/解吸附性能[J]. 张建锋,梁程,车东昇,朱维晃. 环境化学. 2016(09)
[2]范德华外延生长硫化镉二维纳米片及其光致发光性能研究[J]. 朱丹丹,夏静,王磊,李玄泽,孟祥敏. 影像科学与光化学. 2016(03)
[3]基于能带结构理论的半导体光催化材料改性策略[J]. 王丹军,张洁,郭莉,申会东,付峰,薛岗林,方轶凡. 无机材料学报. 2015(07)
[4]BP《2035年世界能源展望》概要[J]. 杨国丰. 石油与天然气地质. 2015(02)
[5]氧化石墨烯的可控还原及结构表征[J]. 杨旭宇,王贤保,李静,杨佳,万丽,王敬超. 高等学校化学学报. 2012(09)
[6]CdS/TiO2纳米管可见光催化剂的制备、表征及光催化活性[J]. 周强,苑宝玲,许东兴,付明来. 催化学报. 2012(05)
[7]CdS/石墨烯复合材料的制备及其可见光催化分解水产氢性能[J]. 敏世雄,吕功煊. 物理化学学报. 2011(09)
[8]CdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能[J]. 张桥保,冯增芳,韩楠楠,林玲玲,周剑章,林仲华. 物理化学学报. 2010(11)
[9]混合掺杂半导体载流子浓度的数值计算[J]. 贺莉,纪跃芝,刘国彩. 长春工业大学学报(自然科学版). 2007(02)
[10]中国化石能源生产的生命周期清单(Ⅰ)——能源消耗与直接排放[J]. 袁宝荣,聂祚仁,狄向华,左铁镛. 现代化工. 2006(03)
博士论文
[1]TiO2纳米管线结构薄膜及其光电化学性质研究[D]. 丁东.吉林大学 2017
[2]功能无机单质纳米线的稳定性和反应性研究[D]. 徐亮.中国科学技术大学 2016
[3]硫化镉光催化材料的制备及其可见光催化性能研究[D]. 郎笛.华中农业大学 2016
[4]微乳液、纳米乳液的制备及应用性能研究[D]. 童坤.山东大学 2016
[5]CVD石墨烯的生长、应变及对Cu箔的抗氧化保护研究[D]. 宋雨晴.中国科学技术大学 2016
[6]CdS基半导体光催化剂的光解水产氢活性和光生电荷特性的研究[D]. 张立静.吉林大学 2015
[7]硫化镉/硅多界面纳米异质结光电特性研究[D]. 李勇.郑州大学 2014
[8]太阳电池表面强化吸收机理与实验研究[D]. 杨理理.南京理工大学 2013
[9]石墨烯基催化剂的合成及催化性能研究[D]. 杨敬贺.大连理工大学 2013
[10]CdS低维纳米材料的自旋极化及光电性质的研究[D]. 李萍.山东大学 2013
硕士论文
[1]硫化镉基纳米复合材料的制备及其光催化性能研究[D]. 方姗姗.常州大学 2017
[2]CdS/g-C3N4的制备及其光催化制氢研究[D]. 夏媛娇.大连理工大学 2015
[3]氧化石墨烯基Z型光催化材料的研究[D]. 洪元琛.上海电力学院 2015
[4]还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与气敏性能研究[D]. 张文博.燕山大学 2014
[5]基于4H-SiC衬底选择性外延生长石墨烯[D]. 顾磊.西安电子科技大学 2014
[6]改性TiO2光催化剂的制备、表征及可见光催化降解罗丹明B性能研究[D]. 卢远梅.浙江农林大学 2014
[7]不同体系下光催化降解罗丹明B性能的研究[D]. 袁博.西安建筑科技大学 2014
[8]钒酸铋基复合光催化剂的理性设计与性能研究[D]. 李长江.天津大学 2014
[9]Pickering法制备核壳型聚合物/CdS荧光纳米复合材料[D]. 李小兰.合肥工业大学 2012
[10]水热法制备硫化镉纳米材料及其表征[D]. 杨晓红.兰州理工大学 2011
本文编号：2897194
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本征半导体的能带结构模型
西安建筑科技大学硕士学位论文主能级占主导地位，空穴数超过电子数，则属 p 型，此时空穴是多子是少数载流子[10]。大部分半导体依不同杂质的能级可在 n 型和 p转换[16]，如 Si 类半导体材料，掺杂Ⅴ族元素(P、As、Sb 等)，使之取原子的位置，可提供除满足共价键配位以外的一个多余电子，则为 n在纯净的 Si 中掺入三价元素（如 Al、Ga、B），当杂质原子以替位方的 Si 原子时，则为 p 型半导体。某些半导体不受杂质影响[17]，总是 n2、CdS、V2O5；或总是 p 型的，如 Cu2O、NiO、VO2。所以常用元素材料进行改性，这将在后面详细讨论。
限制了半导体对太阳能光谱的吸收[18]。在图1.3 可以看到[19]，钒酸铋（BiVO4）的 ECBB比 φ（H2/H2O）更正，不能将 H+还原成H2，但是它可以在适当的受体存在下将 H2O 氧化成 O2。图 1.3 常见半导体的能带结构与氢电极电势和氧电极电势的相对位置
【参考文献】：
期刊论文
[1]还原条件下氧化石墨烯对铅离子的吸附/解吸附性能[J]. 张建锋,梁程,车东昇,朱维晃. 环境化学. 2016(09)
[2]范德华外延生长硫化镉二维纳米片及其光致发光性能研究[J]. 朱丹丹,夏静,王磊,李玄泽,孟祥敏. 影像科学与光化学. 2016(03)
[3]基于能带结构理论的半导体光催化材料改性策略[J]. 王丹军,张洁,郭莉,申会东,付峰,薛岗林,方轶凡. 无机材料学报. 2015(07)
[4]BP《2035年世界能源展望》概要[J]. 杨国丰. 石油与天然气地质. 2015(02)
[5]氧化石墨烯的可控还原及结构表征[J]. 杨旭宇,王贤保,李静,杨佳,万丽,王敬超. 高等学校化学学报. 2012(09)
[6]CdS/TiO2纳米管可见光催化剂的制备、表征及光催化活性[J]. 周强,苑宝玲,许东兴,付明来. 催化学报. 2012(05)
[7]CdS/石墨烯复合材料的制备及其可见光催化分解水产氢性能[J]. 敏世雄,吕功煊. 物理化学学报. 2011(09)
[8]CdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能[J]. 张桥保,冯增芳,韩楠楠,林玲玲,周剑章,林仲华. 物理化学学报. 2010(11)
[9]混合掺杂半导体载流子浓度的数值计算[J]. 贺莉,纪跃芝,刘国彩. 长春工业大学学报(自然科学版). 2007(02)
[10]中国化石能源生产的生命周期清单(Ⅰ)——能源消耗与直接排放[J]. 袁宝荣,聂祚仁,狄向华,左铁镛. 现代化工. 2006(03)
博士论文
[1]TiO2纳米管线结构薄膜及其光电化学性质研究[D]. 丁东.吉林大学 2017
[2]功能无机单质纳米线的稳定性和反应性研究[D]. 徐亮.中国科学技术大学 2016
[3]硫化镉光催化材料的制备及其可见光催化性能研究[D]. 郎笛.华中农业大学 2016
[4]微乳液、纳米乳液的制备及应用性能研究[D]. 童坤.山东大学 2016
[5]CVD石墨烯的生长、应变及对Cu箔的抗氧化保护研究[D]. 宋雨晴.中国科学技术大学 2016
[6]CdS基半导体光催化剂的光解水产氢活性和光生电荷特性的研究[D]. 张立静.吉林大学 2015
[7]硫化镉/硅多界面纳米异质结光电特性研究[D]. 李勇.郑州大学 2014
[8]太阳电池表面强化吸收机理与实验研究[D]. 杨理理.南京理工大学 2013
[9]石墨烯基催化剂的合成及催化性能研究[D]. 杨敬贺.大连理工大学 2013
[10]CdS低维纳米材料的自旋极化及光电性质的研究[D]. 李萍.山东大学 2013
硕士论文
[1]硫化镉基纳米复合材料的制备及其光催化性能研究[D]. 方姗姗.常州大学 2017
[2]CdS/g-C3N4的制备及其光催化制氢研究[D]. 夏媛娇.大连理工大学 2015
[3]氧化石墨烯基Z型光催化材料的研究[D]. 洪元琛.上海电力学院 2015
[4]还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与气敏性能研究[D]. 张文博.燕山大学 2014
[5]基于4H-SiC衬底选择性外延生长石墨烯[D]. 顾磊.西安电子科技大学 2014
[6]改性TiO2光催化剂的制备、表征及可见光催化降解罗丹明B性能研究[D]. 卢远梅.浙江农林大学 2014
[7]不同体系下光催化降解罗丹明B性能的研究[D]. 袁博.西安建筑科技大学 2014
[8]钒酸铋基复合光催化剂的理性设计与性能研究[D]. 李长江.天津大学 2014
[9]Pickering法制备核壳型聚合物/CdS荧光纳米复合材料[D]. 李小兰.合肥工业大学 2012
[10]水热法制备硫化镉纳米材料及其表征[D]. 杨晓红.兰州理工大学 2011
本文编号：2897194
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