Bi 2 WO 6 /PDI异质结型光催化剂的制备及其可见光催化性能研究

发布时间：2024-05-12 20:04

　　如今人类社会正面临着环境污染和能源短缺的两大问题,如何开发利用高效环保的太阳能已成为人们关注的重点。半导体光催化是有效利用太阳能的一种重要技术,其主要被应用于环境污染物的治理、化学能源的生产等方面。但是,目前的半导体催化剂存在两个关键性问题制约着其催化活性:1.可见光利用率低;2.光生电子-空穴快速复合。针对以上两个问题,主要做了以下两个方面的研究:1.光生电子与空穴的分离与光催化效率密切相关,构建异质结可以有效地促进光生电子与空穴的分离。通过简便的水浴加热方法制备了Bi₂WO₆/PDI异质结光催化剂,有效地提高了光催化剂的可见光催化降解有机物的性能及产氧效率。我们解释了其光催化性能的提高主要是由于自组装PDI和Bi₂WO₆接触界面形成n-n型异质结结构,自组装PDI和Bi₂WO₆表面杂化促进光生载流子的分离,PDI LUMO轨道的电子转移到Bi₂WO₆的导带中产生了基于超氧自由基(O₂·<...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 半导体光催化理论
    1.3 增强光催化活性的方法
        1.3.1 能带调控
            1.3.1.1 金属元素掺杂
            1.3.1.2 非金属元素掺杂
            1.3.1.3 金属与非金属元素共掺杂
            1.3.1.4 固溶体构建
        1.3.2 增强光吸收能力
            1.3.2.1 贵金属沉积
            1.3.2.2 染料敏化
        1.3.3 晶体缺陷
        1.3.4 异质结构建
        1.3.5 Z型体系构建
        1.3.6 晶体形貌与尺寸
    1.4 光催化研究的两个主要方面
        1.4.1 光催化活性
        1.4.2 光催化稳定性
    1.5 本论文涉及光催化剂的研究进展
        1.5.1 Bi₂WO6

        1.5.2 苝二酰亚胺(PDI)
    1.6 本论文研究内容与研究意义
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器与表征方法
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 表征方法
            2.2.2.1 场发射扫描电子显微镜
            2.2.2.2 透射电子显微镜
            2.2.2.3 多晶X射线衍射仪
            2.2.2.4 紫外-可见分光光度计
            2.2.2.5 荧光光谱仪
            2.2.2.6 傅立叶转换红外光谱仪
            2.2.2.7 电化学工作站
            2.2.2.8 顺磁共振谱仪
    2.3 光催化评价装置
        2.3.1 可见光催化降解苯酚
        2.3.2 光催化分解水产氧
第3章 Bi₂WO₆/PDI异质结增强可见光催化性能的研究
    3.1 前言
    3.2 样品制备
    3.3 结果与讨论
    3.4 小结
第4章 K⁺、Cl-协同调控增强Bi₂WO₆/PDI可见光催化性能的研究
    4.1 前言
    4.2 样品制备
    4.3 结果与讨论
    4.4 小结
第5章 全文总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3971826

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