金属氧化物的掺杂改性及其光催化固氮性能研究

发布时间：2024-01-27 05:46

　　传统制氨工业作为高污染、高能耗的产业,在能源短缺与环境恶化的今天急需革新,因而寻找温和条件下的高效固氮技术途径迫在眉睫。本论文以此为出发点,以掺杂改性作为主要技术手段,深入探讨了金属离子掺杂对金属氧化物半导体材料的光催化固氮性能的影响。主要研究内容和结论归纳如下:(1)以硝酸锶为锶源、钛酸四正丁酯为钛源、硝酸铁为铁源,水热合成了系列Fe掺杂SrTiO₃纳米材料(Fe_x Sr_1-x-x TiO₃)。材料结构表征结果表明,Fe掺杂量的改变会导致材料组成发生变化,特别是当Fe掺杂量x大于0.10时,样品会形成α-Fe₂O₃纳米晶与Fe掺杂SrTiO₃的混合相;而α-Fe₂O₃纳米颗粒的存在会抑制光催化固氮反应的进行。另外,掺杂材料中的Fe起到了N₂吸附与活化位点的作用,同时可促进光生载流子的分离,进而提升其光催化固氮效果。该Fe掺杂材料在全光谱照射下的最佳产NH_3<...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光催化固氮的起源
    1.3 半导体光催化固氮的基本过程与条件
    1.4 半导体光催化固氮的机理研究
    1.5 半导体光催化固氮材料的研究现状
        1.5.1 掺杂金属氧化物材料
        1.5.2 富含氧空位的卤氧化铋材料
        1.5.3 异质结光催化固氮材料
    1.6 光催化固氮中产物的检测方法
    1.7 本文的立题思想与研究内容
    参考文献
第二章 Fe掺杂SrTiO₃ 纳米颗粒的合成及其在光催化固氮的应用
    2.1 概述
    2.2 实验部分
        2.2.1 仪器与试剂
        2.2.2 材料制备
        2.2.3 材料表征
        2.2.4 光催化固氮性能的测试方法
        2.2.5 材料的电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Fe掺杂SrTiO₃ 的合成结果与表征
        2.3.2 Fe掺杂SrTiO₃ 的光催化固氮性能研究
        2.3.3 Fe掺杂SrTiO₃ 的光催化固氮反应机理探讨
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 Mn掺杂W₁₈O₄₉ 海胆状微球的合成与在光催化固氮的应用
    3.1 概述
    3.2 实验部分
        3.2.1 仪器与试剂
        3.2.2 材料制备
        3.2.3 材料表征
        3.2.4 光催化固氮性能的测试方法
        3.2.5 材料的电化学性能测试方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Mn掺杂W₁₈O₄₉ 海胆状微球的合成结果与表征
        3.3.2 Mn掺杂W₁₈O₄₉ 的光催化固氮性能测试
        3.3.3 Mn掺杂W₁₈O₄₉ 海胆状微球的光催化固氮反应过程探讨
    3.4 本章小结
    参考文献
总结与展望
硕士期间的主要科研成果
致谢



本文编号：3886414