两种基于多棱型三氧化钨材料异质结光催化剂的制备以及其机理研究
发布时间：2021-04-09 02:20
在高度工业化今天,环境污染已经逐渐变成了一个世界性的疑难杂症,例如:未经过净化处理过的工业废水中是包含着大量的有机有色染料,而这些复杂的有机物被排放到河流山川后,便会变成一个威胁人们生态环境的重大隐患。目前为止,已经有诸多种的方法可以用来降解这类的有机污染物,它们分别包括:光催化降解,吸附降解以及生物处理等手段,而考虑到成本和效率,以光驱动降解污染物的方法最为有效。但是,传统的Ti O2类材料大部分都属于紫外光响应的类型,对太阳能的利用效率较低。三氧化钨（WO3）半导体材料作为一种直接半导体材料,得益于材料本身较小的禁带宽度（其值的大小位于2.5e V至3.0 e V之间）,本身对紫外和可见光范围内的光都有一个较好的吸收能力,性质稳定且形貌可控,目前备受广大研究者的关注。但是受限于材料本身的光子利用率低和电子与空穴对复合率较高等缺点,本身的推广与使用有一定程度的限制。针对WO3材料本身固有的缺陷和限制,多棱型的三氧化钨（WO3）纳米颗粒首先通过溶剂热法被制备出来,然后选取浸渍-沉淀法将碳酸银（Ag<...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光催化半导体纳米材料接收光照后的光生载流子传输情况
第一章绪论4图1.2非均相反应条件下的光催化反应机理示意图图1.2非均相反应条件下的光催化反应机理：(1)光子捕获过程；(2)电子激发过程；(3)载流子在半导体界面上的分离与传输过程；(4)半导体结构内部发生的载流子复合过程；(5)半导体表面载流子复合过程；(6)表面还原反应过程；(7)表面氧化反应过程在光催化降解有机染料的过程中，光生载流子并不是采取一簇而就的方式而是通过一系列复杂的化学反应完成的，半导体材料的导带(CB)和价带上分别产生相应的催化活性物种，如O2-、OH和h+[26],并通过氧化还原反应对污染物进行降解，具体的反应如下：2++→2+→2++(≥+1.99)(1)2+→2(≤0.33)(2)2+→(3)2+→(4)++→(5)1.3光催化的应用1.3.1光催化制氢继1972年Fujishima和Honda的开创性工作之后，光催化制氢技术被认为是一种通过把太阳光能转化氢能，广泛、有前途的产氢反应[1]。通过制备PEC-WS材料的方法我们可以将可持续的太阳能持续高效的转化为清洁能源，光催化制氢作为一种从根本上解决能源短缺与环境恶化的重要途径，引起了越来越多
第三章多棱形WO3/Ag2CO3异质结型光催化剂的制备及光催化性能的研究153.2.2三氧化钨和碳酸银复合材料的制备(1)按一定的质量分数将一定量的三氧化钨材料溶于15mL的去离子水，超声30mins。(2)取一定量(4mL)AgNO3溶液，逐滴滴入上述的水溶液中，搅拌30mins，以使Ag+离子在WO3的表面达到吸附-解吸附平衡。(3)量取适量(5mL)的NaHCO3溶液，逐滴加入到上述的混合溶液中。(4)8000转/分钟后，离心干燥，最后即得反应所需的样品，标记为AWP-10,AWP-20,AWP-30,AWP-40。3.3结果与讨论3.3.1XRD物相分析图1.Ag2CO3,多棱型WO3和AWP-20样品的XRD图Fig.1.XRDpatternsofas-preparedAg2CO3,Polyhedron-likeWO3andAWP-20.(insetthefigure,therepresentsthecrystalfacesofthemonoclinicphaseAg2CO3andrepresentsthecrystalfacesofHexagonalphaseAg2CO3)如图1.为样品Ag2CO3、多棱型WO3、AWP-20的XRD结果。由此可见，我们所制备样品的峰形尖锐具有良好的结晶性。通过比对标准比色卡，可知样品Ag2CO3样品的衍射条纹归属于单斜型的晶型[65,66]，与标准图谱JCPDSNo.43-1035相一致。WO3样品的衍射条纹可以对应于单斜型WO3的标准卡片(JCPDSNo.43-1035)[67]。值得一提的是，对于复合后样品AWP-10的衍射图纹而言，我们除了可以观察到WO3的衍射峰，也可以在18.55°处的衍射峰（晶格间距d(020)=4.7800）归属于单斜型Ag2CO3的衍射峰，和在32.59°处的衍射峰（晶格间距d(-101)=32.593）归属于单斜型WO3，以及在30.00°处的衍射峰（晶体间距d(210)=2.976）归属于六方型Ag2CO3，以上结果表明Ag2CO3和WO3两种半导体材
本文编号：3126720
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光催化半导体纳米材料接收光照后的光生载流子传输情况
第一章绪论4图1.2非均相反应条件下的光催化反应机理示意图图1.2非均相反应条件下的光催化反应机理：(1)光子捕获过程；(2)电子激发过程；(3)载流子在半导体界面上的分离与传输过程；(4)半导体结构内部发生的载流子复合过程；(5)半导体表面载流子复合过程；(6)表面还原反应过程；(7)表面氧化反应过程在光催化降解有机染料的过程中，光生载流子并不是采取一簇而就的方式而是通过一系列复杂的化学反应完成的，半导体材料的导带(CB)和价带上分别产生相应的催化活性物种，如O2-、OH和h+[26],并通过氧化还原反应对污染物进行降解，具体的反应如下：2++→2+→2++(≥+1.99)(1)2+→2(≤0.33)(2)2+→(3)2+→(4)++→(5)1.3光催化的应用1.3.1光催化制氢继1972年Fujishima和Honda的开创性工作之后，光催化制氢技术被认为是一种通过把太阳光能转化氢能，广泛、有前途的产氢反应[1]。通过制备PEC-WS材料的方法我们可以将可持续的太阳能持续高效的转化为清洁能源，光催化制氢作为一种从根本上解决能源短缺与环境恶化的重要途径，引起了越来越多
第三章多棱形WO3/Ag2CO3异质结型光催化剂的制备及光催化性能的研究153.2.2三氧化钨和碳酸银复合材料的制备(1)按一定的质量分数将一定量的三氧化钨材料溶于15mL的去离子水，超声30mins。(2)取一定量(4mL)AgNO3溶液，逐滴滴入上述的水溶液中，搅拌30mins，以使Ag+离子在WO3的表面达到吸附-解吸附平衡。(3)量取适量(5mL)的NaHCO3溶液，逐滴加入到上述的混合溶液中。(4)8000转/分钟后，离心干燥，最后即得反应所需的样品，标记为AWP-10,AWP-20,AWP-30,AWP-40。3.3结果与讨论3.3.1XRD物相分析图1.Ag2CO3,多棱型WO3和AWP-20样品的XRD图Fig.1.XRDpatternsofas-preparedAg2CO3,Polyhedron-likeWO3andAWP-20.(insetthefigure,therepresentsthecrystalfacesofthemonoclinicphaseAg2CO3andrepresentsthecrystalfacesofHexagonalphaseAg2CO3)如图1.为样品Ag2CO3、多棱型WO3、AWP-20的XRD结果。由此可见，我们所制备样品的峰形尖锐具有良好的结晶性。通过比对标准比色卡，可知样品Ag2CO3样品的衍射条纹归属于单斜型的晶型[65,66]，与标准图谱JCPDSNo.43-1035相一致。WO3样品的衍射条纹可以对应于单斜型WO3的标准卡片(JCPDSNo.43-1035)[67]。值得一提的是，对于复合后样品AWP-10的衍射图纹而言，我们除了可以观察到WO3的衍射峰，也可以在18.55°处的衍射峰（晶格间距d(020)=4.7800）归属于单斜型Ag2CO3的衍射峰，和在32.59°处的衍射峰（晶格间距d(-101)=32.593）归属于单斜型WO3，以及在30.00°处的衍射峰（晶体间距d(210)=2.976）归属于六方型Ag2CO3，以上结果表明Ag2CO3和WO3两种半导体材
本文编号：3126720
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