铁电/三维石墨烯复合材料的光催化性能及机械调控研究

发布时间：2021-08-26 02:27

　　近几年全国各省市出现大范围雾霾,环境污染问题严重威胁到了人们的身体健康和生产生活环境。光催化技术的出现使得这一亟待解决的问题出现曙光。然而,目前的光催化剂材料的可见光利用率其实并不高,有待于发现并研究新的光催化材料及其催化机理。铁电材料铁酸铋（BiFeO₃）因其特有的自发极化和窄的禁带宽度,可有效分离光生载流子并将光催化光响应范围拓展至可见光区域使其成为备受研究人员关注的热点材料。此外,三维石墨烯以其较大的比表面积可增强催化活性,且具有良好的电子传输能力可作为半导体载体材料,近年来成为人们广泛关注的一类材料。本论文利用水热法制备BiFe O₃/三维石墨烯复合材料,并进行了实验分析研究,协同二者的优点来提高光催化活性并利用铁电材料的压电效应实现机械调控下的机械-光催化。具体工作如下:（1）用Hummers法制备了氧化石墨烯,用水热法合成了三维石墨烯以及不同形貌的BiFeO₃及其复合材料,具体包括:亚微米立方BiFe O₃纳米纺锤BiFeO₃、亚微米绣球BiFeO₃

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光催化技术

图 1-2 半导体光催化机理图响半导体光催化活性的因素导体光催化的机理可知，影响光催化活性的因素有：光照波长范围、光催带宽度、电子空穴对分离率等。从本质上来讲，光催化剂的种类不同实际种影响因素的不同。因此，研究人员的工作一直集中在半导体催化剂材料比表面积、粒径大小等对催化活性产生的不同影响方面。高半导体催化活性的方法半导体光催化活性的方法主要有：离子掺杂、贵金属沉积、与其他材料复合）离子掺杂导体中掺杂金属离子，会将缺陷引入半导体晶格中，改变离子的杂化轨道带的位置，从而影响半导体的禁带宽度。Sakar 等[1, 2]用溶胶凝胶法制备了浓度的 Bi1-xGdxFeO3，发现不同 Gd3+掺杂浓度会影响禁带宽度的大小，从活性，如图 1-3 所示。Balakumar 等[3, 4]制备了不同 Sc3+掺杂浓度的 Bi1-xScx

浙江工业大学硕士学位论文（学术型）小。Wang 等[5]用静电纺丝法制备了 Ba2+和 Mn4+掺杂的 BiFeO3禁带宽度变小，光响应范围拓展至可见光区域。Michael 等[6]将不Ru3+，Os3+，Re5+，V4+，Rh3+掺杂进 TiO2，增强了包括氧化反应化反应，而 Co3+和 Al3+的掺杂却减弱了 TiO2的光催化反应。说适的离子。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3363358