Au/Pt掺杂TiO 2 空心微球的制备及光电性能研究
发布时间：2023-03-25 04:17
TiO2是一种多功能半导体材料,安全无毒、稳定性好、廉价易得,是光电应用领域的热门研究材料,但受自身能带结构、晶型、比表面积、颗粒边界等限制,其光电性能需要进一步的提高。其中提高TiO2材料光电性能的一种有效途径就是制备反射折射性能好、比表面积大、形貌可控的空心球材料。另外引入贵金属Au、Pt等,扩宽TiO材料光响应范围,促进材料表面电子-空穴对的分离,可以进一步提升TiO2的光电性能。因此本论文结合空心球结构和贵金属掺杂能有效提高其光电性能的特点,可控制备了Au/Pt掺杂的TiO2空心微球,并探究其光电性能。本文首先采用简单易操作的溶剂热法一步制备了TiO2空心微球,并在微球表面采用原位还原法均匀沉积不同量的纳米Au,通过评价TiO2/Au在紫外光和可见光下亚甲基蓝(MB)的光催化性能来研究纳米Au对Ti02空心材料光电性能的影响。纳米Au的沉积能有效提高材料的光催化活性,并将吸光区域由紫外光拓展到可见光。纳米Au沉积存在最佳沉积量,沉积量2.8wt%时,对MB降解效果最显著,150 mmin紫外光照射下降解率为99.77%,可见光下达84.25%。为解决微球表面沉积贵金属易脱落和阻...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 二氧化钛材料概述
1.1.1 TiO2晶体结构
1.1.2 TiO2能带结构
1.2 TiO2空心微球的制备方法
1.2.1 硬模板法
1.2.2 无模板法
1.3 TiO2空心微球光电领域的应用
1.3.1 在光催化领域的应用
1.3.2 在DSSC中的应用
1.3.3 在光探测器中的应用
1.4 提高TiO2空心微球光电性能拓宽其应用的方法
1.4.1 金属或非金属离子掺杂
1.4.2 Pt/Ag/Au等贵金属沉积
1.4.3 金属硫化物/氧化物等半导体复合
1.4.4 表面有机染料敏化
1.5 选题依据及研究内容
2 TiO2/Au复合空心微球材料的制备及其光催化性能研究
2.1 实验药品和所用仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法及样品表征
2.2.1 TiO2/Au复合空心微球的制备
2.2.2 TiO2/Au复合空心微球光催化降解MB实验
2.2.3 TiO2/Au复合空心微球的表征方法
2.3 TiO2/Au复合空心微球的表征
2.3.1 TiO2/Au复合空心微球的形貌结构
2.3.2 TiO2/Au复合空心微球的XRD分析
2.3.3 TiO2/Au复合空心微球的元素组成
2.4 TiO2/Au复合空心微球的光催化降解性能
2.4.1 MB溶液特征吸收波长
2.4.2 MB溶液吸光度-浓度标准曲线
2.4.3 TiO2/Au复合空心微球的光催化降解性能及机理研究
2.4.4 TiO2/Au复合空心微球的反应动力学研究
2.5 本章小结
3 Au@TiO2空心球的制备及其吸附催化性能和光电性能研究
3.1 实验药品和所用仪器
3.1.1 实验药品
3.1.2 实验仪器
3.2 实验方法及样品表征
3.2.1 Au@TiO2空心球的制备
3.2.2 Au@TiO2空心球的表征方法
3.2.3 Au@TiO2空心球吸附催化亚甲基蓝实验
3.2.4 Au@TiO2空心球DSSC双层结构电极的制备
3.3 Au@TiO2空心球的表征
3.3.1 Au@TiO2空心球的形貌和结构
3.3.2 Au@TiO2空心球的元素组成和XRD分析
3.3.3 Au@TiO2空心球的比表面积和孔径分布
3.4 Au@TiO2空心球材料的吸附催化性能
3.5 Au@TiO2空心球的光电性能
3.6 本章小结
4 3D有序大孔M@TiO2空心微球的制备及其光探测性能研究
4.1 实验药品和所用仪器
4.1.1 实验药品
4.1.2 实验仪器
4.2 实验方法及样品表征
4.2.1 3D有序大孔M@TiO2空心球的制备
4.2.2 3D有序大孔M@TiO2空心球的表征方法
4.2.3 3D有序大孔M@TiO2空心球的光探测性能评价
4.3 3D有序M@TiO2空心球的表征
4.3.1 3D有序M@TiO2空心球的形貌
4.3.2 3D有序M@TiO2空心球的结构和组成
4.4 3D有序大孔M@TiO2空心球薄膜材料的光探测性能
4.5 本章小结
结论
论文创新点与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3770520
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 二氧化钛材料概述
1.1.1 TiO2晶体结构
1.1.2 TiO2能带结构
1.2 TiO2空心微球的制备方法
1.2.1 硬模板法
1.2.2 无模板法
1.3 TiO2空心微球光电领域的应用
1.3.1 在光催化领域的应用
1.3.2 在DSSC中的应用
1.3.3 在光探测器中的应用
1.4 提高TiO2空心微球光电性能拓宽其应用的方法
1.4.1 金属或非金属离子掺杂
1.4.2 Pt/Ag/Au等贵金属沉积
1.4.3 金属硫化物/氧化物等半导体复合
1.4.4 表面有机染料敏化
1.5 选题依据及研究内容
2 TiO2/Au复合空心微球材料的制备及其光催化性能研究
2.1 实验药品和所用仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法及样品表征
2.2.1 TiO2/Au复合空心微球的制备
2.2.2 TiO2/Au复合空心微球光催化降解MB实验
2.2.3 TiO2/Au复合空心微球的表征方法
2.3 TiO2/Au复合空心微球的表征
2.3.1 TiO2/Au复合空心微球的形貌结构
2.3.2 TiO2/Au复合空心微球的XRD分析
2.3.3 TiO2/Au复合空心微球的元素组成
2.4 TiO2/Au复合空心微球的光催化降解性能
2.4.1 MB溶液特征吸收波长
2.4.2 MB溶液吸光度-浓度标准曲线
2.4.3 TiO2/Au复合空心微球的光催化降解性能及机理研究
2.4.4 TiO2/Au复合空心微球的反应动力学研究
2.5 本章小结
3 Au@TiO2空心球的制备及其吸附催化性能和光电性能研究
3.1 实验药品和所用仪器
3.1.1 实验药品
3.1.2 实验仪器
3.2 实验方法及样品表征
3.2.1 Au@TiO2空心球的制备
3.2.2 Au@TiO2空心球的表征方法
3.2.3 Au@TiO2空心球吸附催化亚甲基蓝实验
3.2.4 Au@TiO2空心球DSSC双层结构电极的制备
3.3 Au@TiO2空心球的表征
3.3.1 Au@TiO2空心球的形貌和结构
3.3.2 Au@TiO2空心球的元素组成和XRD分析
3.3.3 Au@TiO2空心球的比表面积和孔径分布
3.4 Au@TiO2空心球材料的吸附催化性能
3.5 Au@TiO2空心球的光电性能
3.6 本章小结
4 3D有序大孔M@TiO2空心微球的制备及其光探测性能研究
4.1 实验药品和所用仪器
4.1.1 实验药品
4.1.2 实验仪器
4.2 实验方法及样品表征
4.2.1 3D有序大孔M@TiO2空心球的制备
4.2.2 3D有序大孔M@TiO2空心球的表征方法
4.2.3 3D有序大孔M@TiO2空心球的光探测性能评价
4.3 3D有序M@TiO2空心球的表征
4.3.1 3D有序M@TiO2空心球的形貌
4.3.2 3D有序M@TiO2空心球的结构和组成
4.4 3D有序大孔M@TiO2空心球薄膜材料的光探测性能
4.5 本章小结
结论
论文创新点与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3770520
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