新型可见光催化剂的制备及光电性能的研究

发布时间：2017-06-22 20:18

  本文关键词：新型可见光催化剂的制备及光电性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：光催化技术能在光照条件下彻底地将有机污染物分解为CO2、H2O等无机小分子,且高效节能、清洁无毒、工艺简化、无二次污染,越来越引起人们的关注。在光催化降解研究中,拟制备新型n型半导体BiVO4和p型半导体光催化剂CuBi2O4,研究其光(电)化学行为；以n-BiVO4半导体为阳极,p-CuBi2O4半导体为对电极,组建p-n复合半导体,研究有机物种类,有机物浓度,电解质浓度、不同对电极对电池性能的影响,用光电化学方法测试复合半导体光电性质,得到其光电转化效率,为后续的污染物降解研究打下基础。结果表明：1)电沉积法沉积p型半导体CuBi2O4膜最优制备条件：沉积电压-0.5V,沉积时间6min,沉积液浓度8mmol·L-1Bi(NO3)3和4mmol·L-1Cu(NO3)2(?)昆合液,煅烧温度500℃。在以上条件下制得的CuBi2O4膜光电性能最好；制备的CuBi2O4膜在碱性和中性溶液中表现出较好的光电化学性能,并不适宜在酸性溶液中使用,进行光催化时可以施加-0.2V左右的负偏压,在此光电催化条件下电流最大,对污染物的处理效果理论上会有所提升。2)苯酚作为有机底物时,具有更强的吸电子能力,使得p-n复合半导体具有更为优异的电荷分离与传输性能和更低的电荷复合几率,光电性能最高。对于不同浓度的苯酚+Na2SO4溶液,p-n复合半导体的Ⅰ-Ⅴ曲线均表现出相似的变化趋势：当外加偏压较低时,光电流随着电压的上升而增大。选择0.1mol·L-1苯酚+0.1mol·L-1Na2SO4溶液为p-n复合半导体光电性能最佳时有机底物和电解液浓度,此时复合半导体的填充因子为0.158,400nm光照波长下光电转化效率效率为7.69%
【关键词】：印染废水 n型半导体 p型半导体 制备条件优化 p-n复合半导体 光电性质
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X50;O643.36
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第一章 文献综述10-24
• 1.1 印染废水处理现状10-13
• 1.1.1 印染废水来源10-11
• 1.1.2 印染废水特征及常见处理技术11-13
• 1.2 光催化氧化法13-21
• 1.2.1 光催化氧化技术的产生13
• 1.2.2 光催化氧化技术的研究现状13-14
• 1.2.3 可见光响应复合半导体研究现状14-16
• 1.2.4 n型半导体BiVO_4性质及光催化应用16-18
• 1.2.5 p型半导体CuBi_2O_4光催化应用现状18-19
• 1.2.6 光电催化技术19-21
• 1.3 论文研究思路与主要内容21-24
• 1.3.1 研究目的和意义21-22
• 1.3.2 研究内容22-23
• 1.3.3 研究思路23-24
• 第二章 BiVO_4的制备与光电性能测试24-31
• 引言24-25
• 2.1 实验试剂与仪器25
• 2.2 实验方法25-27
• 2.2.1 FTO玻璃清洗26
• 2.2.2 BiVO_4膜的制备26
• 2.2.3 BiVO_4光电性质测试26-27
• 2.3 结果与讨论27-30
• 2.3.1 不同有机物种类对BiVO_4光电性能的影响27-28
• 2.3.2 不同有机物浓度对BiVO_4光电性能的影响28-29
• 2.3.3 不同浓度电解质对BiVO_4光电性能的影响29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 CuBi_2O_4的制备与光电性能测试31-45
• 引言31
• 3.1 实验试剂与仪器31-32
• 3.2 实验方法32-34
• 3.2.1 FTO玻璃清洗32-33
• 3.2.2 CuBi_2O_4膜的制备33
• 3.2.3 CuBi_2O_4膜制备条件优化33
• 3.2.4 CuBi_2O_4膜光电性能测试33-34
• 3.3 结果与讨论34-44
• 3.3.1 CuBi_2O_4膜制备条件影响34-40
• 3.3.2 CuBi_2O_4膜光电性能测试结果40-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 p-n复合半导体的构建与光电性能测试45-55
• 引言45-46
• 4.1 实验试剂与仪器46-47
• 4.2 实验方法47-48
• 4.2.1 p-n复合半导体组装47-48
• 4.2.2 p-n复合半导体光电性能测试48
• 4.3 结果与讨论48-53
• 4.3.1 不同有机物对p-n复合半导体光电性能影响48-50
• 4.3.2 不同浓度有机物对p-n复合半导体光电性能影响50-52
• 4.3.3 不同浓度电解质对p-n复合半导体光电性能影响52-53
• 4.4 本章小结53-55
• 第五章 结论与展望55-58
• 5.1 结论55-56
• 5.2 创新点56
• 5.3 展望56-58
• 参考文献58-66
• 攻读硕士期间发表的论文66

【参考文献】

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本文编号：473009