钒酸铋基光催化材料微纳结构调控及其光催化性能研究

发布时间：2021-05-19 05:37

　　利用半导体光催化的光催化技术（例如,利用太阳光光催化分解水产氢和产氧、光催化选择性有机物合成、光催化去除污染物等）被认为是解决能源短缺与环境污染问题最有前途的途径之一。目前光催化技术主要存在科学问题包括:太阳光利用率低、量子效率低、光生载流复合严重、催化转化效率低。单斜相的钒酸铋（BiVO4）是一种很有前途的可见光响应的光催化剂,其具有廉价、无毒、稳定性好、合适的价带边（约2.4eV）等优点,是光催化技术领域研究热点之一。但是目前钒酸铋做为光催化剂其量子效率仍然较低,达不到工业化应用标准。本论文从调控钒酸铋基光催化剂的微纳结构这一角度出发,调控其形貌与暴露晶面,从而达到提高其光催化性能的目的。取得具体的创新结果如下:（1）合成了高度匀称的24面BiVO4凹多面体,其主要暴露多重高指数{012}、{210}、{115}、{511}晶面。这个新颖结构的BiVO4微米晶在缺乏任何助催化剂情况下,展示出卓越的光催化水氧化产氧性能。产氧速率达到178.8 μmol h-1,比块材材料（1.3 μmol h-1）增加两个数量级。对应的表观量子效率高达30.7%（420nm）,据我们所知,这是目前报... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：109 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光催化技术简介
        1.2.1 光催化反应基本原理
        1.2.2 光催化技术应用
    1.3 钒酸铋基光催化剂的国内外研究进展
        1.3.1 钒酸铋概述
        1.3.2 钒酸铋的制备
        1.3.3 钒酸铋的改性
    1.4 本论文的选题依据和研究内容
        1.4.1 论文的选题依据
        1.4.2 论文的研究内容
    参考文献
第二章 高指数晶面暴露的24面凹多面体BiVO_4的合成及光催化性能
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要化学试剂
        2.2.2 主要实验设备
        2.2.3 S_(24)的合成
        2.2.4 S_b的合成
        2.2.5 测试与表征手段
        2.2.6 光催化水解产氧测试
        2.2.7 理论计算
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 形貌与结构分析
        2.3.2 光催化水解产氧性能表征
        2.3.3 光催化产氧性能增强原因探讨
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 BiVO_4管状结构的制备及光催化性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要化学试剂
        3.2.2 主要实验设备
        3.2.3 BiVO_4纳米管(SN)的合成
        3.2.4 块材BiVO_4(Sb)的合成
        3.2.5 测试与表征手段
        3.2.6 光催化水解产氧测试
        3.2.7 光催化5AT选择性N=N偶联反应合成SZT测试
        3.2.8 理论计算
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 形貌与结构分析
        3.3.2 光催化水解产氧与5AT选择性N=N偶联反应
        3.3.3 光催化5AT选择性N=N偶联反应合成SZT性能增强原因
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 BiVO_4/Bi_2S_3异质结构的合成及光催化性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 主要化学试剂
        4.2.2 主要实验设备
        4.2.3 BiVO_4纳米管(S-O)的合成
        4.2.4 二甲基二硫代氨基甲酸铋(Bi(dedc)_3)的合成
        4.2.5 三维MBN-ABN-Hs的合成
        4.2.6 测试与表征手段
        4.2.7 光催化Cr~Ⅵ还原性能测试
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 形貌与结构分析
        4.3.2 光催化Cr~Ⅵ还原性能
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
攻读博士学位期间获得的学术成果和奖励
致谢



本文编号：3195218