五氧化二铌的改性及其光催化性能研究
发布时间：2023-08-14 20:11
21世纪能源危机和环境污染将是人类社会所面临的亟待解决的重要问题。近年来,利用半导体纳米材料的光催化性质来降解环境中各种有机污染物的研究报道日益增多。半导体氧化物在解决能源及环境问题上表现出的潜在应用价值引起了全世界科学家的关注。五氧化二铌(Nb2O5)作为一种比较典型的半导体材料之一,具有与二氧化钛(Ti O2)相似的带隙(3.4 e V)而且具有低毒性,更负的导带边缘位置,良好的化学稳定性,热力学稳定性,高的电子注入效率和相对较高的光催化活性以及较高的重复利用率等诸多优点,被认为是一种比较好的光催化材料。但是由于Nb2O5的相对较宽的禁带宽度,使其只能在紫外光下才有活性,从而限制了其更广泛的实际应用。紫外光仅占太阳光的3%-5%,为了可以充分的利用太阳光,需对半导体氧化物Nb2O5进行改性以拓宽吸收波长范围。通过对Nb2O5进行金属非金属掺杂,与半导体/碳簇复合以及负载贵金属的改性可以有效地使其表现出很好的光...
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 五氧化二铌(Nb2O5)简介
1.2.1 Nb2O5的基本结构和属性
1.2.2 Nb2O5的纳米结构的制备及合成方法
1.2.3 一维Nb2O5纳米结构的制备
1.2.4 三维Nb2O5层状结构的制备
1.2.5 二维、三维介孔Nb2O5的制备
1.2.6 Nb2O5的应用
1.3 Nb2O5光催化的改性
1.3.1 非金属离子掺杂改性
1.3.2 金属离子掺杂改性
1.3.3 半导体/碳簇复合改性
1.4 半导体负载贵金属
1.4.1 半导体负载贵金属的方法
1.4.2 半导体负载贵金属的光催化
1.4.3 半导体负载贵金属的可见光催化电子转移机理
1.5 半导体光催化的基本原理
1.5.1 半导体对废水中有机染料的光降解机理
1.5.2 半导体光解水机理
1.6 论文的选题意义和研究内容
参考文献
第二章 碳,氮共改性Nb2O5纳米针的制备及光催化性质研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验所用试剂与仪器
2.2.2 C、N共改性Nb2O5纳米针的制备
2.2.3 C、N共改性Nb2O5纳米针的表征手段
2.2.4 C、N共改性Nb2O5纳米针光催化活性的测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 结构和形貌的表征
2.3.2 红外和拉曼的表征
2.3.3 氮气吸附-脱附的表征
2.3.4 C、N共改性Nb2O5纳米针的形成机制
2.3.5 固体漫反射的表征
2.3.6 光催化活性的评价及光降解机理
2.3.7 活性物种捕获实验
2.3.8 光催化稳定性测试
2.4 小结
参考文献
第三章 锌掺杂C/Nb2O5纳米催化剂的制备及光催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验所用试剂及仪器
3.2.2 Zn掺杂C/Nb2O5纳米催化剂的制备
3.2.3 样品的表征手段
3.2.4 光催化性质测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 物相和形貌表征
3.3.2 XPS表征
3.3.3 UV-Vis表征
3.3.4 氮气吸附-脱附表征
3.3.5 表面光电压(SPS)光谱表征
3.3.6 光催化性质和循环稳定性测试
3.4 小结
参考文献
第四章 Au@Void@Nb2O5纳米结构的制备与光催化活性研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验所用试剂与仪器
4.2.2 Au@Void@Nb2O5纳米复合材料的制
4.2.3 表征手段
4.2.4 光催化性质测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 Au@Void@Nb2O5的形貌与组分分析
4.3.2 Au@Void@Nb2O5的液体紫外光谱分析
4.3.3 Au@Void@Nb2O5的XRD、XPS以及FT-IR分析
4.3.4 Au@Void@Nb2O5的氮气吸附-脱附分析
4.3.5 Au@Void@Nb2O5的固体紫外-可见漫反射分析
4.3.6 Au@Void@Nb2O5的光催化活性评价和固体荧光分析
4.3.7 活性物种捕获实验
4.3.8 Au@Void@Nb2O5-2-3000C光降解稳定性测试
4.4 小结
参考文献
第五章 结论与展望
作者简历
攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3841983
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 五氧化二铌(Nb2O5)简介
1.2.1 Nb2O5的基本结构和属性
1.2.2 Nb2O5的纳米结构的制备及合成方法
1.2.3 一维Nb2O5纳米结构的制备
1.2.4 三维Nb2O5层状结构的制备
1.2.5 二维、三维介孔Nb2O5的制备
1.2.6 Nb2O5的应用
1.3 Nb2O5光催化的改性
1.3.1 非金属离子掺杂改性
1.3.2 金属离子掺杂改性
1.3.3 半导体/碳簇复合改性
1.4 半导体负载贵金属
1.4.1 半导体负载贵金属的方法
1.4.2 半导体负载贵金属的光催化
1.4.3 半导体负载贵金属的可见光催化电子转移机理
1.5 半导体光催化的基本原理
1.5.1 半导体对废水中有机染料的光降解机理
1.5.2 半导体光解水机理
1.6 论文的选题意义和研究内容
参考文献
第二章 碳,氮共改性Nb2O5纳米针的制备及光催化性质研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验所用试剂与仪器
2.2.2 C、N共改性Nb2O5纳米针的制备
2.2.3 C、N共改性Nb2O5纳米针的表征手段
2.2.4 C、N共改性Nb2O5纳米针光催化活性的测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 结构和形貌的表征
2.3.2 红外和拉曼的表征
2.3.3 氮气吸附-脱附的表征
2.3.4 C、N共改性Nb2O5纳米针的形成机制
2.3.5 固体漫反射的表征
2.3.6 光催化活性的评价及光降解机理
2.3.7 活性物种捕获实验
2.3.8 光催化稳定性测试
2.4 小结
参考文献
第三章 锌掺杂C/Nb2O5纳米催化剂的制备及光催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验所用试剂及仪器
3.2.2 Zn掺杂C/Nb2O5纳米催化剂的制备
3.2.3 样品的表征手段
3.2.4 光催化性质测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 物相和形貌表征
3.3.2 XPS表征
3.3.3 UV-Vis表征
3.3.4 氮气吸附-脱附表征
3.3.5 表面光电压(SPS)光谱表征
3.3.6 光催化性质和循环稳定性测试
3.4 小结
参考文献
第四章 Au@Void@Nb2O5纳米结构的制备与光催化活性研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验所用试剂与仪器
4.2.2 Au@Void@Nb2O5纳米复合材料的制
4.2.3 表征手段
4.2.4 光催化性质测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 Au@Void@Nb2O5的形貌与组分分析
4.3.2 Au@Void@Nb2O5的液体紫外光谱分析
4.3.3 Au@Void@Nb2O5的XRD、XPS以及FT-IR分析
4.3.4 Au@Void@Nb2O5的氮气吸附-脱附分析
4.3.5 Au@Void@Nb2O5的固体紫外-可见漫反射分析
4.3.6 Au@Void@Nb2O5的光催化活性评价和固体荧光分析
4.3.7 活性物种捕获实验
4.3.8 Au@Void@Nb2O5-2-3000C光降解稳定性测试
4.4 小结
参考文献
第五章 结论与展望
作者简历
攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3841983
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