具有特定微结构特点的复合光催化材料的制备及其性能机理研究

发布时间：2024-10-08 09:34

　　当今世界经济高速发展过程中出现的能源短缺与环境污染问题已成为经济继续快速发展的重要瓶颈,也日益威胁着人类的生存环境。因此,迫切需要发展新的技术来应对这些问题。光催化技术由于在空气净化、水净化、环境污染物降解以及产氢产氧等方面的重要前景受到科研工作者广泛关注。钙钛矿结构材料是一类具有通式ABX3的化合物。典型的钙钛矿结构材料包括钙钛矿型氧化物、类钙钛矿型氧化物以及有机-无机杂化钙钛矿材料等,它们通常具有优异的铁电、压电、热电特性以及电光效应,常被用作电子、结构、磁性以及耐火材料。钙钛矿材料特殊的晶体结构以及其常表现出的极性特征有利于实现光生载流子的有效分离,因此,它们在光催化研究中具有较好的应用潜力。目前,为了提高钙钛矿型光催化材料的性能,常用的改性策略包括:半导体复合、晶面工程、界面工程以及表面等离子体光催化等。在本文中,针对当前影响等离子体光催化材料实际应用的效率及稳定性难题,通过优化燃烧法制备工艺合成了具有特定显露晶面以及异相界面结晶完整性好的高效稳定等离子体光催化剂Ag@AgNbO3,并对其光催化性能及机理进行了研究。此外,合成了一种新型复合光催化材料g-C3N4/CH3NH3Pb...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－丨光催化机理图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??

Ｅｇ?Ｅｇ（ｅＶ）??激发产生电子空穴对的过程是瞬态的，并且电子空穴对的寿命十分短暂，??常在纳秒（ｎｓ）量级左右。随后，光生电子和光生空穴会向材料表面扩散，??而参与光催化反应。如图】－１所示，光生电子空穴对主要有以下几种转移??径：（１）成功迁移到半导体表面；（２）被半导体表....

图１－３全固态光催化材料电荷传递示意图??－

Ｗ０３／ＢｉＶ０４８、ＣｄＳ／Ｔｉ０２９等经典复合半导体光催化体系均表现出优异的可见??光辐照下的光电催化性能。??Ｚ－ｓｃｈｅｍｅ型：Ｚ型光催化反应体系（图１－３）是模拟植物光合作用设计的??新型光催化反应体系。它根据光合作用中Ｚ型光反应的产氧和生成还原型活??性物质分别发生在....

图１－４理想钙钛矿（ＡＢ０３）结构示意图??Ｆｉｕｒｅ?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｉｄｅａｌｅｒｏｖｓｋｉｔｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅＡＢＯ３

ＢａＴｉＣｈ，ＰｂＴｉＯｓ是最常用的压电化合物５５。ＢｉＦｅＣｈ薄膜具有铁电性质５６，而??ＳｒＴｉ０３等化合物具有优异的光催化性能５７，这些性质很大程度上源于钙钛矿??的晶体结构。理想的钙钛矿晶体为立方结构，如图１－４所示，Ａ为较大的阳??１０??

图２－３不同加热温度条件下制备的系列样品对ＲｈＢ降解的速率常数（ｋ）??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?Ｒａｔｅ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?（ｋ）?ｏｆ?ＲｈＢ?ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｖｅｒ?ｓｅｒｉａｌ?ＡｇＮｂ〇３?ｓａｍｐｌｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ??

?后，加热温度为５５０°Ｃ制备的样品降解率只有４２％。当温度升高到６００°Ｃ制备??的样品降解率升高到８０％，结果在图２－２?（ｂ）中展示。当温度为６５０１：时，样??品的降解率高达８３％。然而，当继续增加温度到７００°Ｃ时，制备的样品在７０ｍｍ??内降解率仅有５９％。结果表明６....

本文编号：4007855