氧化铈基纳米复合材料的制备及其光催化性能研究
发布时间：2023-06-03 15:09
CeO2是一种被广泛研究的半导体光催化剂,既可用于光催化分解水制氢,也可用于光催化降解有机污染物,但由于其禁带宽度较宽、光响应范围较窄、太阳能利用率较低,在很大程度上限制了其在环境与能源领域的应用。因此,开发具有可见光响应的高效CeO2光催化剂具有重要的研究意义。本文采用水热法和高温煅烧法成功合成了两种具有不同形貌的CeO2纳米带和纳米粒子,并且都具有可见光响应。为了进一步提高他们的光催化性能,对所制备的CeO2光催化剂进行了改性,制备了Bi2O3/CeO2和COF/Ce O2纳米复合光催化剂。通过XRD、SEM、TEM、DRS、XPS、BET、PL、OTCS、EIS等,对所制备的样品进行了表征,分析了样品的形貌、晶体结构、导电率以及光吸收情况等,并在可见光辐照下,测试了所合成光催化剂的光催化分解水制氢的活性和循环稳定性。此外,还对Bi2O3/CeO2和COF/Ce O2
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 半导体光催化概述
1.1.1 半导体光催化的研究背景
1.1.2 半导体光催化的基本原理
1.2 影响光催化反应的因素
1.2.1 光催化剂的晶体结构和晶格缺陷
1.2.2 光催化剂的能带位置和禁带宽度
1.2.3 光催化剂的比表面积和粒子尺寸
1.3 提高光催化性能的方法
1.3.1 离子掺杂
1.3.2 贵金属负载
1.3.3 半导体耦合
1.4 新型光催化剂的发展
1.4.1 金属氧化物光催化剂
1.4.2 固溶体型纳米光催化剂
1.4.3 金属有机框架(MOF)光催化剂
1.4.4 共轭有机骨架(COF)光催化剂
1.5 光催化剂的应用领域
1.5.1 解决环境问题
1.5.2 缓解能源危机
1.5.3 杀菌和净化空气
1.6 选题背景及研究内容
第2章 实验部分
2.1 实验材料及仪器设备
2.1.1 主要试剂
2.1.2 主要仪器设备
2.2 催化剂的制备
2.2.1 CeO2纳米带的制备
2.2.2 Bi2O3纳米粒子的制备
2.2.3 Bi2O3/CeO2 纳米复合材料的制备
2.2.4 CeO2纳米粒子的制备
2.2.5 苯并恶唑基COF材料的制备
2.2.6 苯并恶唑基COF/CeO2 复合光催化剂的制备
2.3 光催化剂的表征和分析
2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.3.3 透射电子显微镜分析(TEM)
2.3.4 紫外-可见漫反射光谱分析(DRS)
2.3.5 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.3.6 光致发光荧光光谱分析(PL)
2.3.7 电化学测试分析(OTCS、EIS)
2.3.8 比表面积分析(BET)
2.3.9 傅里叶红外转换光谱分析(FT-IR)
2.4 光催化性能测试
第3章 CeO2纳米材料的表征与光催化性能研究
3.1 CeO2纳米带的分析表征
3.1.1 XRD分析
3.1.2 SEM分析
3.1.3 DRS分析
3.1.4 CeO2纳米带的光催化分解水产氢性能
3.2 CeO2纳米粒子的分析表征
3.2.1 XRD分析
3.2.2 SEM分析
3.2.3 DRS分析
3.2.4 BET分析
3.2.5 FT-IR分析
3.3 CeO2纳米粒子的光催化分解水产氢性能
3.4 本章小结
第4章 Bi2O3/CeO2 纳米复合材料的表征与光催化性能研究
4.1 Bi2O3/CeO2 纳米复合材料的表征
4.1.1 XRD分析
4.1.2 SEM分析
4.1.3 TEM分析
4.1.4 XPS分析
4.1.5 PL分析
4.1.6 OTCS分析
4.1.7 EIS分析
4.2 Bi2O3/CeO2 纳米复合材料的光催化分解水产氢性能
4.3 Bi2O3/CeO2 纳米复合材料的光催化分解水机理
4.4 本章小结
第5章 COF/CeO2 纳米复合材料的表征与光催化性能研究
5.1 COF/CeO2 纳米复合光催化剂的表征
5.1.1 XRD分析
5.1.2 SEM分析
5.1.3 TEM分析
5.1.4 DRS分析
5.1.5 XPS分析
5.1.6 BET分析
5.1.7 FT-IR分析
5.1.8 OTCS分析
5.1.9 EIS分析
5.2 COF/CeO2 纳米复合材料的光催化分解水产氢性能
5.3 COF/CeO2 纳米复合材料的光催化分解水机理
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3829533
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 半导体光催化概述
1.1.1 半导体光催化的研究背景
1.1.2 半导体光催化的基本原理
1.2 影响光催化反应的因素
1.2.1 光催化剂的晶体结构和晶格缺陷
1.2.2 光催化剂的能带位置和禁带宽度
1.2.3 光催化剂的比表面积和粒子尺寸
1.3 提高光催化性能的方法
1.3.1 离子掺杂
1.3.2 贵金属负载
1.3.3 半导体耦合
1.4 新型光催化剂的发展
1.4.1 金属氧化物光催化剂
1.4.2 固溶体型纳米光催化剂
1.4.3 金属有机框架(MOF)光催化剂
1.4.4 共轭有机骨架(COF)光催化剂
1.5 光催化剂的应用领域
1.5.1 解决环境问题
1.5.2 缓解能源危机
1.5.3 杀菌和净化空气
1.6 选题背景及研究内容
第2章 实验部分
2.1 实验材料及仪器设备
2.1.1 主要试剂
2.1.2 主要仪器设备
2.2 催化剂的制备
2.2.1 CeO2纳米带的制备
2.2.2 Bi2O3纳米粒子的制备
2.2.3 Bi2O3/CeO2 纳米复合材料的制备
2.2.4 CeO2纳米粒子的制备
2.2.5 苯并恶唑基COF材料的制备
2.2.6 苯并恶唑基COF/CeO2 复合光催化剂的制备
2.3 光催化剂的表征和分析
2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.3.3 透射电子显微镜分析(TEM)
2.3.4 紫外-可见漫反射光谱分析(DRS)
2.3.5 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.3.6 光致发光荧光光谱分析(PL)
2.3.7 电化学测试分析(OTCS、EIS)
2.3.8 比表面积分析(BET)
2.3.9 傅里叶红外转换光谱分析(FT-IR)
2.4 光催化性能测试
第3章 CeO2纳米材料的表征与光催化性能研究
3.1 CeO2纳米带的分析表征
3.1.1 XRD分析
3.1.2 SEM分析
3.1.3 DRS分析
3.1.4 CeO2纳米带的光催化分解水产氢性能
3.2 CeO2纳米粒子的分析表征
3.2.1 XRD分析
3.2.2 SEM分析
3.2.3 DRS分析
3.2.4 BET分析
3.2.5 FT-IR分析
3.3 CeO2纳米粒子的光催化分解水产氢性能
3.4 本章小结
第4章 Bi2O3/CeO2 纳米复合材料的表征与光催化性能研究
4.1 Bi2O3/CeO2 纳米复合材料的表征
4.1.1 XRD分析
4.1.2 SEM分析
4.1.3 TEM分析
4.1.4 XPS分析
4.1.5 PL分析
4.1.6 OTCS分析
4.1.7 EIS分析
4.2 Bi2O3/CeO2 纳米复合材料的光催化分解水产氢性能
4.3 Bi2O3/CeO2 纳米复合材料的光催化分解水机理
4.4 本章小结
第5章 COF/CeO2 纳米复合材料的表征与光催化性能研究
5.1 COF/CeO2 纳米复合光催化剂的表征
5.1.1 XRD分析
5.1.2 SEM分析
5.1.3 TEM分析
5.1.4 DRS分析
5.1.5 XPS分析
5.1.6 BET分析
5.1.7 FT-IR分析
5.1.8 OTCS分析
5.1.9 EIS分析
5.2 COF/CeO2 纳米复合材料的光催化分解水产氢性能
5.3 COF/CeO2 纳米复合材料的光催化分解水机理
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3829533
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3829533.html
教材专著
