基于光子晶体的光催化增强反应体系研究

发布时间：2024-01-24 17:33

　　光催化反应对于解决当前日益严峻的环境与能源问题具有重要的实用价值。半导体光催化剂是光催化反应研究的焦点。大量研究表明增强光吸收、促进电荷空穴分离、提高表面反应活性是增强光催化反应的有效策略,其中光吸收增强的运用尤为广泛。光子晶体(PC)具有光子带隙,能有效反射特定能量的入射光,特别适合构筑光催化剂载体,促进入射光的多次吸收与利用。同时它还具有慢光子效应,可减慢光子速度,增强材料对光子的捕获,因此也适合充当光催化剂直接用于催化光反应。基于光子晶体独特的调控光子的能力,本论文将发展基于光子晶体的光催化增强反应体系,探索光子晶体结构与光催化活性之间的构效关系,为光子晶体材料在光催化中的的应用奠定基础。论文第二章通过旋涂法及原位光聚合制备光子晶体薄膜,并在其表面滴加涂布CdS量子点制备得到CdS/SiO2-ETPTA负载型薄膜光催化剂。催化实验表明,提高PC膜反射强度、匹配PC载体光子禁带与光催化剂电子禁带均能有效增强光催化剂反应速率,继而证明了光子晶体载体能通过反射为光催化剂提供额外的入射光,由此促进催化剂的光吸收,从而提高光催化活性。相关实验还确定了调控CdS薄层厚度、禁带匹配、复合金属薄...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

图１．１?Ｔｉ０２光催化反应机理图ａ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?Ｔｉ０２．??

图１．３通过金属离子掺杂形成的施主和受主能级

图１．４宽带隙半导体和敏化剂量子点之间的带隙原理图

图１．５等离子体光解水机理（Ａ）金属纳米粒子（Ｂ＞核壳金属－绝缘体纳米粒于修??饰的Ｎ型半导体纳米结构［８］??

本文编号：3884180