氧化锌光催化材料的改性及其性能研究

发布时间：2022-12-11 01:22

　　工业和科学技术的急速发展给人类生活带来许多便捷,但是,发展的同时难免会有不利的影响,这在我们的生态系统和居住环境中有所体现。能源短缺和环境污染目前已经严重的限制人类社会的可持续发展,土壤,水和大气的严重污染,使得人类的健康也受到了严重威胁。因此,研发先进的功能材料,去改善人类所面临的能源与环境问题颇为急切。时至今日,光催化技术仍然被视为是最有效的解决方案之一。光催化剂在光催化技术中扮演着尤为重要的角色,近些年来,半导体作为光催化剂在光催化领域的应用,获得了海内外学者的普遍研究。ZnO作为一种直接带隙宽禁带（Eg=3.37 eV）半导体材料,因其成本低、无毒、高的量子效应、形貌丰富等优点,同时具有较高的光电化学稳定性和热稳定性,可以很好的吸收短波紫外线,并且在光激发下可稳定地降解有机污染物,被广泛地应用于光催化领域。然而,ZnO光催化剂也留存很多的问题,例如较大的禁带宽度使得ZnO只对紫外光有响应（大约占太阳全光谱的4%）,这就极大地限制了其在可见光区域的吸收利用。另外,ZnO的比表面积较小、光生电子-空穴对重组率高等自身缺点,也制约了其光催化性能的提升。因此,人们利用复合和化学掺杂等技... 

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 光催化技术概述
        1.2.1 光催化技术的发展背景
        1.2.2 光催化技术的反应原理
        1.2.3 光催化技术的应用
    1.3 ZnO半导体材料
        1.3.1 ZnO简介
        1.3.2 ZnO纳米材料的制备方法
    1.4 提高ZnO光催化性能的途径
        1.4.1 离子掺杂
        1.4.2 贵金属沉积
        1.4.3 非金属碳材料复合
        1.4.4 半导体复合
    1.5 本文的选题意义、研究内容以及创新点
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 创新点
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 材料表征手段
        2.3.1 X-射线衍射测试(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)透射电子显微镜(TEM)
        2.3.3 比表面积(BET)和孔径分析(BJH)
        2.3.4 X射线光电子能谱测试(XPS)
        2.3.5 紫外-可见吸收光谱(UV-vis)
        2.3.6 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
        2.3.7 光致发光光谱(PL)
        2.3.8 表面电位分析测试(Zeta)
    2.4 光催化性能评价
        2.4.1 光催化反应装置
        2.4.2 降解有机污染物
第3章 K~+掺杂ZnO纳米棒的制备及其光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 样品制备
        3.2.2 光催化活性测量
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 K~+掺杂ZnO纳米棒的物相分析
        3.3.2 K~+掺杂ZnO纳米棒微观形貌和化学成分分析
        3.3.3 K~+掺杂ZnO纳米棒的比表面积分析
        3.3.4 K~+掺杂ZnO纳米棒的傅里叶变换光谱分析
        3.3.5 K~+掺杂ZnO纳米棒的吸光范围和带隙宽度分析
        3.3.6 K~+掺杂ZnO纳米棒的元素化学价态分析
        3.3.7 K~+掺杂ZnO纳米棒的光致发光光谱分析
        3.3.8 K~+掺杂ZnO纳米棒的光催化活性评价
    3.4 本章小结
第4章 K~+掺杂ZnO/g-C_3N_4复合材料的制备及其光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 样品制备
        4.2.2 光催化活性测量
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 K~+掺杂ZnO/g-C_3N_4 的异质结制备原理分析
        4.3.2 K~+掺杂ZnO/g-C_3N_4 的物相分析
        4.3.3 K~+掺杂ZnO/g-C_3N_4 的微观形貌分析
        4.3.4 K~+掺杂ZnOg-C_3N_4 的孔径分布和比表面积
        4.3.5 K~+掺杂ZnO/g-C_3N_4 的傅里叶变换光谱分析
        4.3.6 K~+掺杂ZnO/g-C_3N_4 的吸光范围和带隙宽度分析
        4.3.7 K~+掺杂ZnO/g-C_3N_4 的元素化学价态分析
        4.3.8 K~+掺杂ZnO/g-C_3N_4 的光致发光光谱分析
        4.3.9 K~+掺杂ZnO/g-C_3N_4 的能带结构分析
        4.3.10 K~+掺杂ZnO/g-C_3N_4 的光催化活性评价
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间的科研成果
    学术论文
    发明专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]微乳液法合成新型可见光催化剂Bi2WO6及其光催化性能[J]. 戈磊,张宪华.  硅酸盐学报. 2010(03)
[2]均匀沉淀法合成纳米氧化锌[J]. 祖庸,刘超锋,李晓娥,任莉,史亚玲.  现代化工. 1997(09)



本文编号：3717877