Z型BCN/TiO 2 半导体异质结的构筑及可见光催化产氢性能研究
发布时间：2024-02-13 18:18
TiO2作为一种半导体催化剂因其具有强的氧化性,无毒性,长期稳定性,低成本,高催化活性等优点被人们广泛应用。然而,TiO2具有较大的禁带宽度导致其对太阳能的利用率低,同时光生电子和空穴容易复合。设计和构筑复合光催化材料是提高光催化性能的主要途径。二维层状材料BCN是一种介于石墨烯和六方氮化硼材料之间的一种新型半导体,且具有较宽的可见光响应范围、可调控的能带结构、化学稳定性好、不含金属等优点,成为可见光催化领域中的新型材料。当碳含量30%时,BCN带隙宽度在2.7eV左右,导带电势(-1.3 eV)负于H+/H2电对的标准电极电势,而价带电势(+1.4 eV)负于·OH/OH-的氧化电势,使得BCN价带上的空穴不能将羟基氧化为羟基自由基,大大降低了可见光催化氧化能力。TiO2则是一种具有强氧化能力的半导体,两者能带结构匹配,复合形成BCN-TiO2半导体异质结可以明显提高光生载流子分离效率。本文以纳米管钛酸为前驱体构筑BCN-TiO
【文章页数】：69 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 TiO2光催化
1.2.1 TiO2的基本性质与结构
1.2.2 TiO2光催化原理
1.2.3 含有表面氧空位的TiO2研究
1.3 半导体复合
1.3.1 典型Ⅱ异质结
1.3.2 Z-型异质结
1.4 二维层状材料BCN的研究进展
1.4.1 二维层状材料BCN的结构
1.4.2 二维层状材料BCN的制备及光催化性能研究
1.5 本课题的提出依据及主要的研究内容
第二章 BCN/TiO2复合半导体的制备及其可见光催化产氢性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 催化剂的制备
2.2.2 样品的表征
2.2.3 催化剂的光电化学性能
2.2.4 催化剂的羟基荧光测试
2.2.5 样品的可见光光解水产氢活性评价
2.3 结果与讨论
2.3.1 催化剂的XRD分析
2.3.2 催化剂的TEM分析
2.3.3 催化剂的FTIR分析
2.3.4 催化剂的XPS分析
2.3.5 催化剂的BET分析
2.3.6 催化剂的光学性能UV-vis分析
2.3.7 催化剂的自旋电子共振ESR分析
2.3.8 催化剂的i-t和EIS分析
2.3.9 催化剂的可见光产氢活性分析
2.3.10 自由基检测及机理分析
2.4 本章小结
第三章 BCN-TiO2-x复合半导体的制备及其可见光催化产氢性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 催化剂的制备
3.2.2 催化剂的表征
3.2.3 催化剂光电性能测试
3.2.4 催化剂羟基含量测试
3.2.5 催化剂可见光产氢活性测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 样品的XRD分析
3.3.2 样品的TEM分析
3.3.3 样品的ESR分析
3.3.4 样品的XPS分析
3.3.5 样品的光谱吸收(DRS)分析
3.3.6 样品的光电流i-t曲线分析
3.3.7 样品的稳态和瞬态荧光分析
3.3.8 样品的可见光产氢活性分析
3.3.9 自由基检测及机理分析
3.4 本章小结
第四章 BCN-TiO2(A+R)复合半导体光催化产氢性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 催化剂的制备
4.2.2 催化剂的表征
4.2.3 样品的光电化学性能
4.2.4 样品的荧光羟基自由基测试
4.2.5 样品的可见光光解水产氢评价
4.3 结果与讨论
4.3.1 样品的XRD分析
4.3.2 样品的TEM分析
4.3.3 样品的UV-vis分析
4.3.4 样品的i-t曲线分析
4.3.5 样品的稳态荧光分析
4.3.6 催化剂的可见光催化产氢活性评价
4.3.7 样品的光催化产氢机理分析
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3897050
【文章页数】：69 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 TiO2光催化
1.2.1 TiO2的基本性质与结构
1.2.2 TiO2光催化原理
1.2.3 含有表面氧空位的TiO2研究
1.3 半导体复合
1.3.1 典型Ⅱ异质结
1.3.2 Z-型异质结
1.4 二维层状材料BCN的研究进展
1.4.1 二维层状材料BCN的结构
1.4.2 二维层状材料BCN的制备及光催化性能研究
1.5 本课题的提出依据及主要的研究内容
第二章 BCN/TiO2复合半导体的制备及其可见光催化产氢性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 催化剂的制备
2.2.2 样品的表征
2.2.3 催化剂的光电化学性能
2.2.4 催化剂的羟基荧光测试
2.2.5 样品的可见光光解水产氢活性评价
2.3 结果与讨论
2.3.1 催化剂的XRD分析
2.3.2 催化剂的TEM分析
2.3.3 催化剂的FTIR分析
2.3.4 催化剂的XPS分析
2.3.5 催化剂的BET分析
2.3.6 催化剂的光学性能UV-vis分析
2.3.7 催化剂的自旋电子共振ESR分析
2.3.8 催化剂的i-t和EIS分析
2.3.9 催化剂的可见光产氢活性分析
2.3.10 自由基检测及机理分析
2.4 本章小结
第三章 BCN-TiO2-x复合半导体的制备及其可见光催化产氢性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 催化剂的制备
3.2.2 催化剂的表征
3.2.3 催化剂光电性能测试
3.2.4 催化剂羟基含量测试
3.2.5 催化剂可见光产氢活性测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 样品的XRD分析
3.3.2 样品的TEM分析
3.3.3 样品的ESR分析
3.3.4 样品的XPS分析
3.3.5 样品的光谱吸收(DRS)分析
3.3.6 样品的光电流i-t曲线分析
3.3.7 样品的稳态和瞬态荧光分析
3.3.8 样品的可见光产氢活性分析
3.3.9 自由基检测及机理分析
3.4 本章小结
第四章 BCN-TiO2(A+R)复合半导体光催化产氢性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 催化剂的制备
4.2.2 催化剂的表征
4.2.3 样品的光电化学性能
4.2.4 样品的荧光羟基自由基测试
4.2.5 样品的可见光光解水产氢评价
4.3 结果与讨论
4.3.1 样品的XRD分析
4.3.2 样品的TEM分析
4.3.3 样品的UV-vis分析
4.3.4 样品的i-t曲线分析
4.3.5 样品的稳态荧光分析
4.3.6 催化剂的可见光催化产氢活性评价
4.3.7 样品的光催化产氢机理分析
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3897050
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3897050.html
教材专著
