新型铋基半导体光催化材料的构筑及其光催化性能研究

发布时间：2020-12-06 05:20

　　在铋基材料家族中,富氧态碘氧铋Bi₄O₅I₂纳米材料以及硅酸铋纳米材料作为一种新型的环境友好型光催化剂,具有独特的能带结构以及特殊的层状结构,能够有效的产生/分离光生电子-空穴对,具备良好的可见光驱动光催化活性。这使Bi₄O₅I₂纳米材料和硅酸铋纳米材料在新能源开发和环境治理方面具有很大的应用前景。另外,光催化剂的微观结构（尺寸、3D形貌、表面形貌、晶体缺陷等）以及改性（金属沉积、离子掺杂等）对材料的性能、效率和应用具有很大的影响。本文的工作着眼于新型Bi₄O₅I₂以及Bi₅₄SiO₈₃纳米光催化材料的构筑、表征和可见光催化性能的研究,通过混合醇体系对材料的形貌和组成进行了调控,并研究了不同因素对光催化活性的影响等。本论文研究的主要内容分为以下几个部分:第一部分,在甲醇/乙二醇混合醇溶液作为溶剂的混合醇体系下,即选用甲醇作为溶剂,乙二醇作为还原剂与... 

【文章来源】：中南民族大学湖北省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

中国各类能源的消耗和中国PM2.5的检测.在人类文明发展的历程中，太阳一直扮演着“文明守护者”和“能量之源”的重要角色[1]

依赖的化石能源更是源于太阳能，因为煤、石油、然光合作用和地质运动慢慢积累而来的[2]。指数的增长以及社会的经济的高速发展，人类社会当今社会开采化石能源的速度远远快于化石能源的源危机[3]。每年为满足人类对能源的需求，我们需要不考虑人口增长的情况下，到 2052 年世界上已知口预计将在 2050 年达到 97 亿，那么对化石能源，化石燃料燃烧后所释放的有毒有害气体造成了大体健康，比如释放的二氧化碳是导致地球温室效应炭是造成 PM2.5环境问题的主要原因之一，而释放健康[7, 8]。因此，探索和开发洁净、绿色、可持续的

1.2 半导体光催化基本原理1.2.1 半导体材料基本概念根据材料的导电性，材料可以分为导体、半导体和绝缘体。导体材料的电导率高达107 m-1，而绝缘体的电导率较低，一般低于 10-10 m-1。半导体位于结缘体和导体之间，他们的电导率一般在 10-6到 104 m-1之间[4]。这种导电性的差距源于能带结构的差异。一方面，对于任何化合物，电子都位于特定的能带中，即较低能量能带的价带包含电子。另一方面，较高能量能带的导带为空带。这两种能态之间的能量差为禁带宽度(Eg)。自由电子只能在费米能级以上的导带中自由移动而发生传导，所以电子不会在价带和导带之间的区域存在。在导体中，两个能带重叠，费米能级位于重叠区域，电子可以自由移动。如图 1.3 所示，对于半导体，价带和导带之间存在禁带宽度，并且费米能级位于禁带宽度中。因此，半导体材料只有吸收比禁带宽度更高的能量才能激发价带电子跃迁至导带，且当电子从价带升高到导带时，在价带中产生空穴，这些电子和空穴赋


本文编号：2900801