CuO x /TiO 2 光催化剂的火焰合成与第一性原理研究

发布时间：2024-11-02 16:28

　　自1972年光催化产氢现象被发现以来,半导体光催化技术被看做是应对能源危机与环境污染这两大全球性挑战的最重要手段之一。为推动光催化产业的规模化、工业化,有必要对光催化材料的制备、表征及其基本原理进行深入的研究与探索。基于火焰喷雾热解技术（FSP）在制备纳米催化剂方面具有快速、可控、高通量等优点,但两相甚至多相结构催化剂的火焰合成与调控仍是亟待解决的难题。本文首先采用FSP合成了具备高产氢活性的CuO_x/TiO₂纳米光催化材料,X射线衍射（XRD）结果表明样品中TiO₂以金红石与锐钛矿结构并存的形式存在,结合X射线光电子能谱（XPS）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）等表征手段,发现火焰合成样品中铜元素以TiO₂晶格掺杂与TiO₂表面负载的形式同时存在,铜元素的晶格掺杂伴随着TiO₂中氧空位的形成,而铜元素的表面负载则主要以高分散的CuO、Cu₂O纳米团簇的形式存在。光催化产氢实验结果显示,火焰合成的CuO_x/Ti...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 课题背景
    1.2 半导体光催化的基本原理
    1.3 光催化技术的实验研究进展
    1.4 理论方法的进展及其光催化中的应用
    1.5 本文研究内容
2.火焰合成CuO_x/TiO₂光催化剂的实验研究
    2.1 火焰喷雾热解台架介绍
    2.2 火焰合成CuO_x/TiO₂光催化剂
    2.3.光催化实验
    2.4 材料表征
    2.5 本章小结
3.铜离子晶格掺杂TiO₂的密度泛函理论研究
    3.1 计算参数与模型测试
    3.2 Cu/VO修饰TiO2

    3.3 Cu& VO共修饰TiO₂

    3.4 本章小结
4.CuO纳米团簇表面修饰金红石相TiO₂的尺寸效应研究
    4.1 计算参数与模型构建
    4.2 CuO纳米团簇构型研究
    4.3 CuO纳米团簇负载TiO₂表面的研究
    4.4 本章小结
5.全文总结及展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表论文目录



本文编号：4009798

suoshi