Cu 2 O及其复合材料的制备与性能研究

发布时间：2023-11-25 04:07

　　Cu₂O是一种少有的窄禁带宽度半导体(E_g=2.17eV),在光催化、锂离子电池和传感器等领域具有广泛的应用。近年来,Cu₂O的制备和性能的研究是科研工作者的研究热点。作为光催化剂,Cu₂O存在光生载流子的快速复合的问题,针对该问题,本文制备了Cu₂O晶面异质结和Cu₂O/Bi₂O₃复合材料,研究了Cu₂O晶面之间的光生载流子的传输以及复合材料对光生载流子的迁移的影响,并分析Cu₂O微观结构对光催化和吸附性能的影响。本文采用溶剂还原法合成Cu₂O,分析了其在CuCl₂/NaOH/C₆H₁₂O₆体系中形貌演变的因素。并通过调控Cu²⁺的浓度,得到了(111)/(100)晶面不同暴露比的Cu₂O多面体。随着晶面暴露比的减小...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 Cu₂O概述
        1.1.1 Cu₂O的晶体结构
        1.1.2 Cu₂O的基本性质
    1.2 Cu₂O的制备方法
        1.3.1 固相法
        1.3.2 液相法
    1.3 Cu₂O的应用
        1.3.1 光催化应用
        1.3.2 传感器
        1.3.3 化学模板
        1.3.4 锂电池应用
    1.4 Cu₂O光催化研究现状
    1.5 研究背景、意义及内容
第2章 实验工艺及研究方法
    2.1 实验材料及仪器
        2.1.1 实验原材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验工艺流程与制备
        2.2.1 Cu₂O不同(111)/(100)晶面暴露比的制备
        2.2.2 Cu₂O/Bi₂O₃ 复合材料的制备
    2.3 微观结构,物相表征与性能测试
        2.3.1 X射线衍射分析(X-ray diffraction,XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 紫外可见-漫反射光谱
        2.3.4 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.5 比表面积
        2.3.6 FTIR分析
        2.3.7 Zeta电位测试和粒径分布测试
        2.3.8 光电流测试
    2.4 光催化实验
    2.5 吸附实验
    2.6 循环实验
第3章 Cu₂O面异质结的构筑与光催化性能研究
    3.1 不同(111)/(100)晶面暴露比Cu₂O的制备
        3.1.1 氢氧化钠浓度的影响
        3.1.2 葡萄糖浓度的影响
        3.1.3 Cu²⁺浓度的影响
        3.1.4 (111)和(100)晶面的形成机理分析
    3.2 不同晶面暴露比Cu₂O晶面载流子传输
        3.2.1 光吸收和禁带宽度分析
        3.2.2 光生电子与空穴的复合与分离
        3.2.3 验证Cu₂O晶面光生电子迁移
    3.3 不同晶面暴露比的光催化性能
        3.3.1 光催化降解MO性能
        3.3.2 光催化机理讨论
    3.4 小结
第4章 Cu₂O/Bi₂O₃ 复合材料的制备及其吸附性能和光催化再生研究
    4.1 Cu₂O/Bi₂O₃ 复合材料的微观结构和物相分析
        4.1.1 Cu₂O/Bi₂O₃ 物相分析
        4.1.2 Cu₂O/Bi₂O₃ 复合材料形貌分析
    4.2 吸附性能研究
        4.2.1 复合材料Cu₂O/Bi₂O₃ 吸附性能
        4.2.2 Cu₂O/Bi₂O₃ 选择性吸附
        4.2.3 Cu₂O/Bi₂O₃ 吸附动力学
        4.2.4 Cu₂O/Bi₂O₃ 吸附机理分析
    4.3 光催化性能
        4.3.1 Cu₂O/Bi₂O₃ 光吸收及禁带宽度分析
        4.3.2 Cu₂O/Bi₂O₃ 光生载流子的分离
        4.3.3 光催化降解MO表征与机理分析
    4.4 小结
结论
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录
致谢



本文编号：3867242