氧化亚铜基纳米复合结构的调控及其光催化性能研究
发布时间：2023-04-02 06:29
半导体光催化材料因制备简单、环境相容性好而备受关注。氧化亚铜(Cu2O)作为一种典型的窄带隙(2.17 eV)半导体材料,具有可见光催化响应,制备成本较低,拥有丰富可调节的形貌并且可以大规模制备,因此具备较大的潜力应用于实际光催化领域。不过单一Cu2O材料具有低的载流子迁移率和光生电子-空穴分离率以及较差的稳定性。本论文中以Cu2O为载体,通过引入氮掺杂碳点(N-CDs)和Au纳米材料两种途径,设计了基于Cu2O的复合结构来增强其光催化性能和稳定性,获得的主要结果包括:(1)通过原位法大规模制备的N-CDs/Cu2O杂化立方结构,具有比纯Cu2O更高的可见光吸收强度和宽的可见光吸收范围,以及更强的可见光催化活性。除甲基橙外,N-CDs/Cu2O也对甲基蓝和罗丹明B表现出优于纯Cu2O的可见光催化性能,具有良好的普适性。N-CDs/Cu2O高光催化活性主要是由于N-CDs可以接收Cu...
【文章页数】：153 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 半导体光催化原理
1.3 半导体及其复合光催化材料合成方法简介
1.3.1 半导体光催化材料合成方法简介
1.3.2 提高半导体光催化活性的方法
1.4 氧化亚铜基光催化材料
1.4.1 氧化亚铜简介
1.4.2 氧化亚铜合成方法
1.4.3 氧化亚铜形貌调节机制
1.4.4 氧化亚铜基光催化应用现状及其光催化性能提高途径
1.5 本论文选题依据和主要内容
1.6 参考文献
第二章 氧化亚铜基复合光催化材料的制备及表征方法
2.1 引言
2.2 实验设备和原料
2.3 氧化亚铜基复合光催化材料的制备
2.3.1 氮掺杂碳点/氧化亚铜复合光催化材料的制备
2.3.2 金纳米双锥@氧化亚铜Au NBP@Cu2O核壳材料的制备
2.3.3 中空金纳米棒与氧化亚铜Au NR@Cu2O核壳材料的制备
2.4 催化性能测试方法
2.4.1 光催化测试
2.4.2 光催化体系中活性组分测试
2.4.3 电化学阻抗测试
2.5 样品的表征
2.6 参考文献
第三章 氮掺杂碳点与氧化亚铜复合材料的制备及其光催化性能研究
3.1 引言
3.2 N-CDs/Cu2O的制备及结构分析
3.2.1 不同含量的N-CDs对 N-CDs/Cu2O形貌的影响及原因
3.2.2 N-CDs/Cu2O((10))典型样品的结构分析
3.3 N-CDs/Cu2O的光吸收和光催化性能测试与分析
3.3.1 N-CDs/Cu2O的光吸收性能
3.3.2 N-CDs/Cu2O的光催化性能
3.3.3 N-CDs/Cu2O与文献报道的表面负载CDs/Cu2O(R)的光催化性能对比
3.4 N-CDs/Cu2O的稳定性测试与分析
3.5 N-CDs/Cu2O光催化机理分析
3.6 小结
3.7 参考文献
第四章 金纳米双锥与氧化亚铜核壳结构的制备及其光催化性能研究
4.1 引言
4.2 Au NBP@Cu2O核壳结构的制备及结构分析
4.2.1 Au NBP@Cu2O核壳结构的制备原理
4.2.2 Au NBP@Cu2O的形貌及结构分析
4.2.3 具有不同长径比的Au NBPs对 Au NBP@Cu2O形貌的影响
4.3 Au NBP@Cu2O的光吸收性能测试与分析
4.3.1 Au NBP-810@Cu2O的光吸收性能
4.3.2 Au NBPs不同长径比对Au NBP@Cu2O光吸收性能的影响
4.4 Au NBP@Cu2O样品的光催化性能测试与分析
4.4.1 Au NBP-810@Cu2O光催化性能
4.4.2 Au NBPs的不同长径比对Au NBP@Cu2O光催化性能的影响
4.4.3 Au NBP@Cu2O单光源光催化测试及与Au NR@Cu2O光催化性能对比
4.5 Au NBP@Cu2O样品的稳定性探究与分析
4.6 Au NBP@Cu2O的光催化机理分析
4.7 本章小结
4.8 参考文献
第五章 中空核壳结构的金纳米棒与氧化亚铜的制备及其光催化性能研究
5.1 引言
5.2 中空核壳Au NR@Cu2O结构的制备及结构分析
5.2.1 中空核壳Au NR@Cu2O结构制备原理
5.2.2 Cu2O空心球和中空Au NR@Cu2O核壳结构的形貌及结构分析
5.3 中空Au NR@Cu2O核壳结构的光学性能及光催化性能测试与分析
5.3.1 中空Au NR@Cu2O核壳结构的光吸收性能
5.3.2 纯Cu2O样品的光催化性能
5.3.3 Au NR@Cu2O样品的光催化性能与分析
5.3.4 不同形貌的Au核对Au@Cu2O中空核壳结构的光催化性能的影响
5.4 Au NR@Cu2O样品的光催化机理探究与分析
5.5 样品的稳定性测试与分析
5.6 本章小结
5.7 参考文献
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 创新点
6.3 展望
致谢
攻读博士学位期间的文章、专利
本文编号：3778733
【文章页数】：153 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 半导体光催化原理
1.3 半导体及其复合光催化材料合成方法简介
1.3.1 半导体光催化材料合成方法简介
1.3.2 提高半导体光催化活性的方法
1.4 氧化亚铜基光催化材料
1.4.1 氧化亚铜简介
1.4.2 氧化亚铜合成方法
1.4.3 氧化亚铜形貌调节机制
1.4.4 氧化亚铜基光催化应用现状及其光催化性能提高途径
1.5 本论文选题依据和主要内容
1.6 参考文献
第二章 氧化亚铜基复合光催化材料的制备及表征方法
2.1 引言
2.2 实验设备和原料
2.3 氧化亚铜基复合光催化材料的制备
2.3.1 氮掺杂碳点/氧化亚铜复合光催化材料的制备
2.3.2 金纳米双锥@氧化亚铜Au NBP@Cu2O核壳材料的制备
2.3.3 中空金纳米棒与氧化亚铜Au NR@Cu2O核壳材料的制备
2.4 催化性能测试方法
2.4.1 光催化测试
2.4.2 光催化体系中活性组分测试
2.4.3 电化学阻抗测试
2.5 样品的表征
2.6 参考文献
第三章 氮掺杂碳点与氧化亚铜复合材料的制备及其光催化性能研究
3.1 引言
3.2 N-CDs/Cu2O的制备及结构分析
3.2.1 不同含量的N-CDs对 N-CDs/Cu2O形貌的影响及原因
3.2.2 N-CDs/Cu2O((10))典型样品的结构分析
3.3 N-CDs/Cu2O的光吸收和光催化性能测试与分析
3.3.1 N-CDs/Cu2O的光吸收性能
3.3.2 N-CDs/Cu2O的光催化性能
3.3.3 N-CDs/Cu2O与文献报道的表面负载CDs/Cu2O(R)的光催化性能对比
3.4 N-CDs/Cu2O的稳定性测试与分析
3.5 N-CDs/Cu2O光催化机理分析
3.6 小结
3.7 参考文献
第四章 金纳米双锥与氧化亚铜核壳结构的制备及其光催化性能研究
4.1 引言
4.2 Au NBP@Cu2O核壳结构的制备及结构分析
4.2.1 Au NBP@Cu2O核壳结构的制备原理
4.2.2 Au NBP@Cu2O的形貌及结构分析
4.2.3 具有不同长径比的Au NBPs对 Au NBP@Cu2O形貌的影响
4.3 Au NBP@Cu2O的光吸收性能测试与分析
4.3.1 Au NBP-810@Cu2O的光吸收性能
4.3.2 Au NBPs不同长径比对Au NBP@Cu2O光吸收性能的影响
4.4 Au NBP@Cu2O样品的光催化性能测试与分析
4.4.1 Au NBP-810@Cu2O光催化性能
4.4.2 Au NBPs的不同长径比对Au NBP@Cu2O光催化性能的影响
4.4.3 Au NBP@Cu2O单光源光催化测试及与Au NR@Cu2O光催化性能对比
4.5 Au NBP@Cu2O样品的稳定性探究与分析
4.6 Au NBP@Cu2O的光催化机理分析
4.7 本章小结
4.8 参考文献
第五章 中空核壳结构的金纳米棒与氧化亚铜的制备及其光催化性能研究
5.1 引言
5.2 中空核壳Au NR@Cu2O结构的制备及结构分析
5.2.1 中空核壳Au NR@Cu2O结构制备原理
5.2.2 Cu2O空心球和中空Au NR@Cu2O核壳结构的形貌及结构分析
5.3 中空Au NR@Cu2O核壳结构的光学性能及光催化性能测试与分析
5.3.1 中空Au NR@Cu2O核壳结构的光吸收性能
5.3.2 纯Cu2O样品的光催化性能
5.3.3 Au NR@Cu2O样品的光催化性能与分析
5.3.4 不同形貌的Au核对Au@Cu2O中空核壳结构的光催化性能的影响
5.4 Au NR@Cu2O样品的光催化机理探究与分析
5.5 样品的稳定性测试与分析
5.6 本章小结
5.7 参考文献
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 创新点
6.3 展望
致谢
攻读博士学位期间的文章、专利
本文编号：3778733
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3778733.html
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