Au-TiO 2 等离激元纳米结构界面近

发布时间：2025-04-01 00:31

　　近年来,人们对与社会相关的社会环境,能源危机等问题保持密切的关注。光催化技术是一种环境友好型技术,可以利用清洁的太阳能来降解污染物。TiO₂作为典型的光催化材料,因其廉价易得,性质稳定,环境友好等优点,几十年来在相关领域一直被广泛研究。而要大规模开发TiO₂系列相关催化剂还有着很多的限制,为此,科研工作者就限制TiO₂光催化活性的问题提出了多种解决方法。贵金属纳米结构,特别是Au纳米颗粒,已被广泛的应用于Au-TiO₂复合纳米材料体系的研究,受到普遍关注和认可,表现出良好的应用前景。由于Au纳米颗粒具有独特的形态依存性光电效应即表面等离激元效应（Surface Plasmon Resonance,SPR）,导致其在可见光至近红外光区都可能产生较强的光吸收以及近场增强,因此与TiO₂复合后可显著拓宽TiO₂吸收光谱范围,提高对太阳光的利用,进而提升TiO₂在更宽光谱范围内的光催化活性。本工作介绍了Au纳米颗粒和TiO₂

【文章页数】：91 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 纳米材料光催化技术
        1.2.1 概述
        1.2.2 光催化制氢气
        1.2.3 光催化CO₂还原
        1.2.4 光催化降解污染物
    1.3 等离激元-半导体光催化材料及光电转化机理
        1.3.1 传统的半导体光催化材料
        1.3.2 等离激元效应与贵金属纳米颗粒
            1 )金纳米颗粒
            2 )银纳米颗粒
        1.3.3 贵金属-半导体等离激元复合纳米结构
            1 )等离激元共振能量转换
            2 )等离激元-半导体纳米复合材料的制备
    1.4 论文的研究思路
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第二章 通过回音壁谐振腔模式共振设计光催化水分解的Au-TiO₂纳米复合物的吸收和场增强特性
    2.1 引言
    2.2 模型理论推导
    2.3 实验试剂及设备
        2.3.1 实验试剂
        2.3.2 仪器设备
    2.4 实验方法
        2.4.1 复合光催化剂的制备流程图
        2.4.2 60nm金颗粒的合成
        2.4.3 不同粒径的Au-TiO₂纳米复合结构的合成。
420 nm)下光催化H2的生成">        2.4.4 可见光-近红外(λ>420 nm)下光催化H2的生成
        2.4.5 PEC和 IPCE测试
        2.4.6 表征
        2.4.7 有限元模拟
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 结构的设计和表征
        2.5.2 WGM增强的SPR光催化剂用于光催化裂解水
    2.6 本章小结
第三章 通过调控等离散射增强Au-TiO₂纳米复合光催化剂的吸收和近场特性
    3.1 引言
    3.2 模型理论推导:Ag纳米颗粒的SPR光散射
    3.3 实验试剂及设备
        3.3.1 实验试剂
        3.3.2 仪器设备
    3.4 实验方法
        3.4.1 复合光催化剂的制备流程图
        3.4.2 金属纳米粒子和银纳米聚合物的合成
        3.4.3 Ag multimer@TiO₂-Au核壳结构的合成
420 nm)下光催化产氢">        3.4.4 可见近红外光(λ>420 nm)下光催化产氢
        3.4.5 IPCE测试
        3.4.6 表征
        3.4.7 有限元模拟
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 结构设计和表征
        3.5.3 模拟和实验证明
    3.6 本章小结
第四章 结论与展望
    4.1 本研究主要结论
    4.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的科研成果



本文编号：4038661