二维BiOCl基异质结构的可控控构筑及其构筑及其载流子调控

发布时间：2023-10-31 20:10

　　光催化是一种能够有效降解污染物的高级氧化技术,具有高效、清洁、无二次污染等优势,在处理环境污染和开发可再生能源方向都有着巨大发展前景。氯氧化铋(BiOCl)作为一种典型的V-VI-VII族三元氧化物催化剂,具有无毒性、易于制备、成本低廉、化学性质稳定及能带结构易调控等优势而被广泛研究。其自身[Bi₂O₂]²⁺层和双层Cl原子交替排列的独特的层状结构有利于光生载流子的分离;然而,其带隙能较高(³.2 eV),在太阳光的利用率方面仍有待改进。本论文即是针对拓展BiOCl可见光响应问题和解决单一催化剂光生载流子易于复合问题所做的探索与研究。基于能带设计,选取同BiOCl能带结构相匹配的半导体构筑系列异质结光催化剂,使其太阳光利用率得到提高、同时调控光生载流子分离和转移效率,以实现光催化性能的提升。主要结论如下:(1)采用溶剂热法合成片状BiOCl,在二维催化剂的基底上,通过化学沉积法原位合成0D/2D Ag₂O/BiOCl复合光催化剂。所得异质结催化剂的吸收边发生红移,光生载流子的分...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 半导体光催化
        1.2.1 光催化原理
        1.2.2 光催化剂的改性策略
    1.3 光催化剂BiOCl的合成及研究进展
        1.3.1 BiOCl晶体结构
        1.3.2 BiOCl的可控合成
        1.3.3 BiOCl的改性研究进展
    1.4 本论文选题意义、工作内容及创新点
第二章 实验部分
    2.1 主要试剂及仪器
    2.2 光催化剂材料制备
        2.2.1 纯BiOCl的制备
        2.2.2 Ag₂O/BiOCl的制备
        2.2.3 ZnIn₂S₄/BiOCl的制备
        2.2.4 CaIn₂S₄/BiOCl-SOVs的制备
    2.3 样品的表征
    2.4 样品光催化性能评价
        2.4.1样品光催化氧化降解实验
        2.4.2样品对Cr(Ⅵ)的还原实验
        2.4.3样品光催化固氮实验
    2.5 光催化反应活性自由基测定
第三章 0D/2D Ag₂O/BiOCl异质结光催化性能增强机制
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 结构和形貌分析
        3.2.2 光催化活性评价
        3.2.3 Ag₂O/BiOCl异质结光催化增强机理
    3.3 本章小结
第四章 2D/2D ZnIn₂S₄/BiOCl异质结光催化性能增强机制
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 结构与形貌分析
        4.2.2 光响应特性分析
        4.2.3 光电化学性质
        4.2.4 光催化性能评价
        4.2.5 ZnIn₂S₄/BiOCl异质结光催化增强机理
    4.3 本章小结
第五章 “Z型”2D/2D CaIn₂S₄/BiOCl-SOVs异质结光催化性能增强机制
    5.1 引言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 物相结构与形貌分析
        5.2.2 光吸收特性分析
        5.2.3 光电特性分析
        5.2.4 氧空位的形成
        5.2.5 样品的光催化活性
        5.2.6 CaIn₂S₄/BiOCl-SOVs异质结光催化增强机理
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的学术成果



本文编号：3859407