铁酸铋功能纳米化光催化材料的制备及性能研究
发布时间：2020-12-17 22:47
半导体光催化技术可以利用半导体光催化材料吸收光波能量而产生具有氧化还原性质的电子-空穴对（e--h+）,实现水体净化、光解水制氢、能量储存等,受到了人们的广泛关注,为解决能源危机和环境污染问题提供了一种有效途径。然而,半导体光催化剂依旧存在着一些弊端,如光生电子-空穴容易在表面复合,对有机污染物的光降解性能相对较差;其次,大多数半导体光催化剂带隙较宽,电子跃迁困难;最后,光催化材料的比表面积较小,尺寸达到纳米或微米级别时容易发生团聚,导致光生载流子复合。因此,设计开发新型高效清洁且具有强烈可见光响应的光催化材料,提高光能利用率是目前半导体光催化领域亟待解决的关键问题。铁酸铋（BiFeO3,BFO）是一种具有钙钛矿结构（通式ABO3）的多铁性材料,具有远高于室温的铁电居里温度（Tc=820℃）和反铁磁奈尔温度（Tn=370℃）,室温下表现出明显的铁电有序和反铁磁有序等特性,在过去的几年里引起了研究者的广泛兴趣,已广泛用于数字存储器件、自旋电子学、磁电感应设备以及多形态记忆等领域。...
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）常见半导体光催化剂的带隙和（b）太阳能波长分布图
硕士学位论文 第一章 污物彻底分解为二氧化碳与水，同时光催化材料自身无损耗，被1 世纪环境净化领域的革命性突破，被誉为“当今世界最理想的环况下，半导体的能带结构是由一个充满电子的低能价带和一个空，它们之间由禁带分开。当被能量大于或等于禁带宽度的光照射带上的电子(e-)被激发，越过禁带进入导带，同时在价带上产生。光生电子和空穴在向半导体粒子表面迁移的过程中(如图 1-2 所于半导体粒子的能带间缺少连续区域，从而使它们具有较充足的导体催化剂表面上的物质发生氧化还原反应，或被表面晶格缺面，它们在粒子内部或表面有直接复合的可能性，而载流子的复催化反应的量子效率，因此当复合占主导地位时，光催化反应的低。因此，寻找一种具有合适带隙结构的半导体材料以促进光生效分离与迁移是非常必要的。
钙钛矿结构晶胞示意图；（b）BFO XRD 衍射图；（c）BFO 的构和（d）G 型反铁磁序 BFO 的的 Fe3+的磁矩[12] (a) Schematic presentation of ABO3cubic perovskite structure; (b) X (c) structure of BFO in terms of hexagonal frame of reference and (dantiferromagnetic ordering of the Fe3+magnetic moments in BFO[12况下，具有钙钛矿型结构(通式 ABO3，结构如图 1-3(a))的为面心立方结构，空间群为 Pm3m。此时，位于晶体 8 个或二价金属，位于晶体中心的原子 B 代表四价或五价的代表氧原子。在晶体体系中，A 原子与氧原子形成 12 配 6 配位形成 BO6八面体，氧原子位于面心位置，其周围 A 原子(如图 1-3(c))，KNbO3、BaTiO3、NaTaO3等均属于体结构为一种特殊化钙钛矿型结构，表现为菱形失配，空))。研究表明，BFO 的 R3c 空间群是在 Pm3m 基础上，通向扭曲演变而来[16]。首先，Bi3+和 Fe3+的极化偏移矢量
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷酸银纳米结构的调控及其光催化性能研究[J]. 蔡维维,李蛟,何静,王卫伟. 无机材料学报. 2017(03)
[2]Power loss reduction of distribution systems using BFO based optimal reconfiguration along with DG and shunt capacitor placement simultaneously in fuzzy framework[J]. M.Mohammadi,A.Mohammadi Rozbahani,S.Bahmanyar. Journal of Central South University. 2017(01)
[3]磁电多铁性材料的宠儿:铁酸铋（BiFeO3）研究进展的十年回顾[J]. 姚携菲,张金星. 物理. 2014(04)
[4]国际战略视野下的能源与环境问题[J]. 马小军. 当代世界. 2011(10)
[5]多铁性材料:过去、现在、未来[J]. 董帅,刘俊明. 物理. 2010(10)
[6]锶掺杂对钙钛矿型氧化物LaMnO3电催化性能的影响研究[J]. 胡婕,邵光杰,黄浩,史册,邢广忠. 中国稀土学报. 2008(03)
博士论文
[1]铁电材料的光学及输运性质的研究和应用[D]. 顾俊星.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2017
硕士论文
[1]BiFeO3及BiOBr纳米光催化剂的制备及光催化还原Cr（Ⅵ）[D]. 周晓玲.南昌航空大学 2013
本文编号：2922839
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）常见半导体光催化剂的带隙和（b）太阳能波长分布图
硕士学位论文 第一章 污物彻底分解为二氧化碳与水，同时光催化材料自身无损耗，被1 世纪环境净化领域的革命性突破，被誉为“当今世界最理想的环况下，半导体的能带结构是由一个充满电子的低能价带和一个空，它们之间由禁带分开。当被能量大于或等于禁带宽度的光照射带上的电子(e-)被激发，越过禁带进入导带，同时在价带上产生。光生电子和空穴在向半导体粒子表面迁移的过程中(如图 1-2 所于半导体粒子的能带间缺少连续区域，从而使它们具有较充足的导体催化剂表面上的物质发生氧化还原反应，或被表面晶格缺面，它们在粒子内部或表面有直接复合的可能性，而载流子的复催化反应的量子效率，因此当复合占主导地位时，光催化反应的低。因此，寻找一种具有合适带隙结构的半导体材料以促进光生效分离与迁移是非常必要的。
钙钛矿结构晶胞示意图；（b）BFO XRD 衍射图；（c）BFO 的构和（d）G 型反铁磁序 BFO 的的 Fe3+的磁矩[12] (a) Schematic presentation of ABO3cubic perovskite structure; (b) X (c) structure of BFO in terms of hexagonal frame of reference and (dantiferromagnetic ordering of the Fe3+magnetic moments in BFO[12况下，具有钙钛矿型结构(通式 ABO3，结构如图 1-3(a))的为面心立方结构，空间群为 Pm3m。此时，位于晶体 8 个或二价金属，位于晶体中心的原子 B 代表四价或五价的代表氧原子。在晶体体系中，A 原子与氧原子形成 12 配 6 配位形成 BO6八面体，氧原子位于面心位置，其周围 A 原子(如图 1-3(c))，KNbO3、BaTiO3、NaTaO3等均属于体结构为一种特殊化钙钛矿型结构，表现为菱形失配，空))。研究表明，BFO 的 R3c 空间群是在 Pm3m 基础上，通向扭曲演变而来[16]。首先，Bi3+和 Fe3+的极化偏移矢量
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷酸银纳米结构的调控及其光催化性能研究[J]. 蔡维维,李蛟,何静,王卫伟. 无机材料学报. 2017(03)
[2]Power loss reduction of distribution systems using BFO based optimal reconfiguration along with DG and shunt capacitor placement simultaneously in fuzzy framework[J]. M.Mohammadi,A.Mohammadi Rozbahani,S.Bahmanyar. Journal of Central South University. 2017(01)
[3]磁电多铁性材料的宠儿:铁酸铋（BiFeO3）研究进展的十年回顾[J]. 姚携菲,张金星. 物理. 2014(04)
[4]国际战略视野下的能源与环境问题[J]. 马小军. 当代世界. 2011(10)
[5]多铁性材料:过去、现在、未来[J]. 董帅,刘俊明. 物理. 2010(10)
[6]锶掺杂对钙钛矿型氧化物LaMnO3电催化性能的影响研究[J]. 胡婕,邵光杰,黄浩,史册,邢广忠. 中国稀土学报. 2008(03)
博士论文
[1]铁电材料的光学及输运性质的研究和应用[D]. 顾俊星.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2017
硕士论文
[1]BiFeO3及BiOBr纳米光催化剂的制备及光催化还原Cr（Ⅵ）[D]. 周晓玲.南昌航空大学 2013
本文编号：2922839
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/2922839.html
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