改性氧化钨半导体光催化剂的制备及光催化性能研究

发布时间：2021-10-09 20:05

　　半导体光催化剂在环境和能源领域有着潜在的应用前景。W03由于具有良好的稳定性,价带空穴氧化能力强,来源广泛,低价,无毒的特点而受到广泛关注。然而,纯W03存在对太阳光谱的利用率低,导带电位低以至于光生电子-空穴对容易产生复合这些不足,限制了 W03大规模的商业化应用。本文通过Ag掺杂和Ag负载两种方法对W03光催化剂进行改性处理,并探究前驱体煆烧温度对Ag掺杂W03光催化剂性能的影响,以提高其光催化性能。主要内容如下:（1）以磷钨酸和硝酸银为原料,通过固相合成法一步合成Ag掺杂W03光催化剂,纯W03通过磷钨酸分解得到。通过XRD、SEM、TEM、UV-vis DRS、Raman、ESR和XPS等分析技术表征催化剂的晶相组成、微观结构、形貌和光学吸收等性质。结果表明,Ag成功的掺杂进W03晶格中,并且诱导W03由四方相向正交相的转变。Ag+取代W6+产生了表面氧空位,同时富含氧空位的四方相W03在向正交相W03的转变过程中体内氧空位急剧减少。光催化降解罗丹明B实验表明Ag掺杂显著加强了W03的光催化性能。分析光催化性能影响因素和电化学测试结果,我们得出表面氧空位作为光生电子和空穴的分离... 

【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 半导体光催化的基本理论
        1.2.1 半导体光催化的基本原理
        1.2.2 光催化性能影响因素
    1.3 半导体光催化材料的改性方法
        1.3.1 缺陷工程
        1.3.2 贵金属沉积
        1.3.3 半导体复合
    1.4 WO_3光催化材料
        1.4.1 WO_3光催化材料简述
        1.4.2 WO_3光催化材料的研究进展
    1.5 本论文的研究内容及意义
第二章 实验部分
    2.1 主要化学试剂和仪器
    2.2 测试与分析方法
        2.2.1 X射线衍射(XRD)
        2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.3 透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)
        2.2.4 紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)
        2.2.5 红外光谱(FT-IR)
        2.2.6 拉曼光谱(Raman)
        2.2.7 比表面积及孔径(BET-BJH)
        2.2.8 电子自旋共振(EPR)
        2.2.9 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.10 电化学性能测试
    2.3 光催化性能的评估
        2.3.1 有机污染物的选择
        2.3.2 光催化性能实验
        2.3.3 模型污染物分析
第三章 Ag掺杂W0_3光催化剂的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 样品制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂的表征
        3.3.2 Ag掺杂WO_3光催化性能研究
        3.3.3 光催化降解机理研究
        3.3.4 不同pH对Ag掺杂WO_3光催化降解RhB性能的影响
    3.4 本章小结
第四章 煅烧温度对Ag掺杂WO_3光催化剂性能的影响
    4.1 引言
    4.2 样品制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 催化剂的表征
        4.3.2 光催化性能研究
    4.4 本章小结
第五章 Ag负载WO_3光催化剂的制备及光催化剂的性能研究
    5.1 引言
    5.2 样品制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 催化剂的表征
        5.3.2 光催化性能研究
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历
在学期间已发表论文情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]Room-Temperature Magnetism of Ceria Nanocubes by Inductively Transferring Electrons to Ce Atoms from Nearby Oxygen Vacancy[J]. Yue Kang,Qiang Leng,Donglin Guo,Dezhi Yang,Yanping Pu,Chenguo Hu.  Nano-Micro Letters. 2016(01)
[2]焙烧温度对In2TiO5纳米带晶型结构及光催化性能的影响[J]. 张钦库,姚秉华,于艳,鲁盼,庞波,熊敏.  无机化学学报. 2015(10)
[3]A Simple Method of Electrospun Tungsten Trioxide Nanofibers with Enhanced Visible-Light Photocatalytic Activity[J]. Frank Agyemang Ofori,Faheem A.Sheikh,Richard Appiah-Ntiamoah,Xinsheng Yang,Hern Kim.  Nano-Micro Letters. 2015(03)
[4]Understanding the defect chemistry of oxide nanoparticles for creating new functionalities:A critical review[J]. LI GuangShe,LI LiPing & ZHENG Jing State Key Laboratory of Structural Chemistry;Fujian Institute of Research on the Structure of Matter,Chinese Academy of Sciences,Fuzhou 350002,China.  Science China（Chemistry）. 2011(06)

硕士论文
[1]WO3基可见光催化剂的制备及光降解性能的研究[D]. 袁杉杉.郑州大学 2017



本文编号：3426928