二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸敏化二维无机半导体及其对光催化水氧化的影响研究

发布时间：2022-04-19 19:29

　　全球化石燃料储量的减少和大量化石燃料的不合理使用,造成了严重的能源危机和环境污染,严重破坏了人类的生存环境和经济的健康发展。目前最理想的解决方案之一是通过半导体光催化剂吸收太阳能,高效地将其转化为其他无毒、环保的清洁能源。太阳能通过光催化水裂解可以转化为环保、经济适用的化学能,受到了人们广泛的关注。而光催化水裂解的产氧半反应是一个复杂的四电子反应,产氧速率非常缓慢,是光催化水裂解反应速率的决定步骤。如何利用宽带光诱导产氧半反应过程中的电荷分离和定向传输,以及抑制的光生电荷复合是提高光催化产氧效率的关键问题。目前,大多数光催化剂都是无机半导体材料,它们具有良好的电子迁移率,能够更快地分离光生电子和空穴。然而,大多数无机半导体材料的带隙宽度较大,必须通过紫外光照射才能使得价带电子跃迁。相对于无机半导体,有机半导体具有许多特性,如可以利用化学方法调节其电子和光学性能,结构多样性,来源丰富,成本较低等,并且有机半导体具有很高的消光系数,可以吸收大部分可见光。然而有机半导体材料亦有其缺陷,例如,大多数有机半导体的载流子传输能力较差从而使得光生电子-空穴很容易在传输中发生复合,制约了其在光催化水裂... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 半导体光催化剂的研究进展
        1.2.1 半导体光催化反应原理
        1.2.2 影响半导体材料光催化活性的主要因素
        1.2.3 无机半导体光催化材料改进方法
    1.3 染料敏化光催化剂研究进展
        1.3.1 染料敏化光催化剂的催化原理
        1.3.2 金属配合物染料敏化无机半导体光催化剂
        1.3.3 纯有机染料敏化无机半导体光催化剂
    1.4 二萘嵌苯类衍生物的光催化反应
        1.4.1 二萘嵌苯类衍生物的基本性质
        1.4.2 二萘嵌苯类衍生物在光催化领域的研究进展
    1.5 二维纳米材料在光催化领域的研究进展
    1.6 本文的选题依据和主要内容
    参考文献
第二章 二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸修饰超薄二维氧化铟纳米片加速光驱动水氧化
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂
        2.2.2 仪器
        2.2.3 实验步骤
        2.2.4 样品性质表征
        2.2.5 电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PTCAD/In_2O_3纳米片的合成及结构表征
        2.3.2 PTCAD/In_2O-3 NS的自由基和能带结构
        2.3.3 PTCAD/In_2O_3 NS的光电催化氧化性能
        2.3.4 结论
    参考文献
第三章 二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸调控三氧化二锰二维结构的形成及其光电性质研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂
        3.2.2 仪器
        3.2.3 实验步骤
        3.2.4 样品性质表征
        3.2.5 电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构表征
        3.3.2 电化学表征
    参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3646500