Mo/N共掺杂纳米TiO 2 的电子结构与光催化活性研究
发布时间：2022-01-02 16:02
二氧化钛是研究比较多的半导体光催化材料之一,由于其具备化学稳定性好、高催化活性、高氧化性、无污染、价格低廉等优点,受到了人们广泛关注。但由于其禁带宽度太大只能吸收利用太阳光谱中的紫外光,这就阻碍了其对太阳光的有效利用,进而应用前景也受到限制。基于目前国内外关于Ti O2光催化材料的研究进展可知通过理论和实验的工作都表明掺杂改性其半导体的能带结构,可以明显的提高Ti O2的可见光响应。金属离子掺杂Ti O2其掺杂离子存在可能导致大量缺陷的产生使其扮演复合中心作用而降低载流子分离效果;然而非金属离子掺杂形成的杂质能级虽然没有充当载流子复合中心的作用,但是研究发现制备过程中所用高温退火将使得非金属掺杂离子的浓度减小,这个缺点限制了非金属元素掺杂到Ti O2晶格中比例;金属和非金属离子掺杂Ti O2可以克服其单掺杂的两个缺点而表现出较好的光催化效果,但是目前共掺杂的协同机制尚不是很清楚。因此受此思想的激发,本文拟采用理论和实验的方法解释金属（Mo）和非金属（N）离子掺杂Ti O2中阴阳离子的协同作用,具体研究内容如下:（1）介绍了理论计算的一些基本知识和所采用的计算工具及计算步骤,并采用了基于...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
当以TiO2和photo作为主题搜索时在科学索引中每年发表的文章数
图 1-2 半导体光催化剂光催化反应机制荷分离是决定光催化反应的重要因素。各种各样的方法被用来，在高温下制备半导体催化剂使其高度结晶而减少电荷复合中的纳米结构如纳米线（带）[19]和纳米片[20]可以加速电子的传输零维的纳米颗粒相比，一维的纳米结构表现出更好的光催化活荷传输并能减少电荷复合。再者，构建内建电场或化学势差也效手段。反应是一系列光电分离的过程。理论上，光催化反应包括两个化反应。导带上的电子可以主导还原反应并且还原能力决定穴可以参与氧化反应并且氧化能力决定于价带的位置。对光解催化剂的导带位置应该比 H+/H2(0 V Vs NHE, pH = 7)还原电势 O2/H2O (1.23 V Vs NHE, pH = 7)的还原电势更正。有时一些特为自身活性中心，尤其是发生在金属氧化物半导体表面的氧化
1-3 TiO2的不同相结构（a）锐钛矿（b）金红石（c）板钛矿（d）TiO2(学上来说，金红石是最稳定的相，然而锐钛矿、板钛矿、TiO2相可以通过其他三个相结构高温煅烧而得。典型的从锐钛矿到和其同事详细的研究[24]。锐钛矿 TiO2颗粒的相变实际开始于团终导致块体的相变。因此，这一过程通常由颗粒尺寸的变大来粒表面的缺陷位置在相变中起到非常重要的作用。如果缺陷位么相变将会大大的延迟[26]。此外，锐钛矿到金红石的相变大大大小。不同金红石核的形成机制如下：从板钛矿到金红石的相红石转变，相变过程中用紫外拉曼光谱可以观察到准 H2Ti3O7B)到金红石相变类似于板钛矿到金红石的相变，遵从 TiO2(B)→四种多晶型由于其自身的物理/化学性质已经应用在不同的领域的还是将其作为太阳能转换材料，主要集中对锐钛矿和金红石
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面活性剂辅助水热法中TiO2的形状控制（英文）[J]. 王富民,石战胜,巩峰,酒金亭,ADACHI Motonari. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(05)
[2]掺杂纳米TiO2光催化性能的研究[J]. 吴树新,马智,秦永宁,齐晓周,梁珍成. 物理化学学报. 2004(02)
本文编号：3564470
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
当以TiO2和photo作为主题搜索时在科学索引中每年发表的文章数
图 1-2 半导体光催化剂光催化反应机制荷分离是决定光催化反应的重要因素。各种各样的方法被用来，在高温下制备半导体催化剂使其高度结晶而减少电荷复合中的纳米结构如纳米线（带）[19]和纳米片[20]可以加速电子的传输零维的纳米颗粒相比，一维的纳米结构表现出更好的光催化活荷传输并能减少电荷复合。再者，构建内建电场或化学势差也效手段。反应是一系列光电分离的过程。理论上，光催化反应包括两个化反应。导带上的电子可以主导还原反应并且还原能力决定穴可以参与氧化反应并且氧化能力决定于价带的位置。对光解催化剂的导带位置应该比 H+/H2(0 V Vs NHE, pH = 7)还原电势 O2/H2O (1.23 V Vs NHE, pH = 7)的还原电势更正。有时一些特为自身活性中心，尤其是发生在金属氧化物半导体表面的氧化
1-3 TiO2的不同相结构（a）锐钛矿（b）金红石（c）板钛矿（d）TiO2(学上来说，金红石是最稳定的相，然而锐钛矿、板钛矿、TiO2相可以通过其他三个相结构高温煅烧而得。典型的从锐钛矿到和其同事详细的研究[24]。锐钛矿 TiO2颗粒的相变实际开始于团终导致块体的相变。因此，这一过程通常由颗粒尺寸的变大来粒表面的缺陷位置在相变中起到非常重要的作用。如果缺陷位么相变将会大大的延迟[26]。此外，锐钛矿到金红石的相变大大大小。不同金红石核的形成机制如下：从板钛矿到金红石的相红石转变，相变过程中用紫外拉曼光谱可以观察到准 H2Ti3O7B)到金红石相变类似于板钛矿到金红石的相变，遵从 TiO2(B)→四种多晶型由于其自身的物理/化学性质已经应用在不同的领域的还是将其作为太阳能转换材料，主要集中对锐钛矿和金红石
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面活性剂辅助水热法中TiO2的形状控制（英文）[J]. 王富民,石战胜,巩峰,酒金亭,ADACHI Motonari. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(05)
[2]掺杂纳米TiO2光催化性能的研究[J]. 吴树新,马智,秦永宁,齐晓周,梁珍成. 物理化学学报. 2004(02)
本文编号：3564470
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3564470.html
