核壳型有序异质结光催化剂的制备及其降解水中有机污染物的性能
发布时间：2024-01-27 00:30
光催化是一种有效的环境污染控制技术,但常用的TiO2粉末光催化剂具有量子效率低、不能利用可见光、较难分离回收等缺点,成为限制其发展的瓶颈。半导体与半导体或金属形成的异质结的内建电场能够为光致电子-空穴分离提供驱动力,提高量子效率；将异质结光催化剂制备成光子晶体的结构,能够利用其慢光效应来实现光的富集。异质结的窗口效应可以叠加两种材料的光响应能力,将光吸收范围拓展到可见光光区；这些从物理和光学领域引入的原理有助于设计出高效光催化剂,克服目前光催化技术领域存在的问题。本论文围绕以上内容,主要开展了以下几个方面的工作： (1)结合电沉积和化学气相沉积法在Ti片上制备了有序的TiO2包覆Pt纳米管(TiO2/Pt-Ti)肖特基结阵列电极。电极为致密的同轴纳米管阵列结构,Pt纳米管平均外径为100 nm,TiO2层厚度为40 nm。X射线衍射(XRD)和手动半导体测试仪显示TiO2层为锐钛矿相,并且TiO2/Pt-Ti肖特基结阵列具有明显的整流性,说明TiO2与Pt形成了肖特基结。TiO2-Pt/Ti肖特基结电极的光电流在零偏压附近最高,是阳极氧化TiO2纳米管阵列的6倍。紫外光照下降解苯酚实验...
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 半导体光催化的研究现状
1.1.1 半导体光催化原理
1.1.2 光催化效率的评价
1.1.3 TiO2光催化在应用中需要解决的关键问题
1.1.4 提高光催化效率的途径
1.2 异质结用于光催化的基本原理
1.2.1 半导体能带及费米能级
1.2.2 异质结的内建电场和能带图
1.2.3 异质结的整流效应
1.2.4 异质结的窗口效应
1.2.5 异质结的光伏效应
1.2.6 光致电荷迁移的方式
1.2.7 肖特基结
1.3 异质结的构型
1.3.1 粉体异质结
1.3.2 阵列异质结
1.4 光子晶体用于光催化领域的基本原理
1.4.1 光子晶体的定义和分类
1.4.2 光子晶体的带隙结构
1.4.3 光子晶体的慢光效应
1.4.4 光子晶体的应用
1.5 三维光子晶体的制备方法
1.5.1 具有完全光子带隙的三维光子晶体结构
1.5.2 三维光子晶体的制备方法
1.6 研究目的、内容和意义
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究内容
1.6.3 研究意义
2 钛基底上TiO2/Pt同轴纳米管的制备与表征及其性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料与仪器
2.2.2 TiO2/Pt-Ti的实验装置和制备过程
2.2.3 TiO2/Pt-Ti光催化降解苯酚
2.3 结果与讨论
2.3.1 TiO2/Pt-Ti的形貌表征
2.3.2 TiO2/Pt-Ti的EDX分析
2.3.3 制备条件对TiO2/Pt-Ti形貌的影响
2.3.4 TiO2/Pt-Ti的XRD分析
2.3.5 TiO2/Pt-Ti的电学性质分析
2.3.6 TiO2/Pt-Ti的SPV分析
2.3.7 TiO2/Pt-Ti的DRS分析
2.3.8 TiO2/Pt-Ti的光电化学性质
2.3.9 TiO2/Pt-Ti的光催化活性
2.4 小结
3 TiO2/Pt光子晶体的制备、表征与光催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料与仪器
3.2.2 TiO2/Pt光子晶体的制备过程
3.2.3 TiO2/Pt光子晶体光催化降解苯酚
3.3 结果与讨论
3.3.1 TiO2/Pt光子晶体的形貌表征
3.3.2 制备条件对TiO2/Pt光子晶体的影响
3.3.3 TiO2/Pt光子晶体的XRD分析
3.3.4 TiO2/Pt光子晶体的DRS分析
3.3.5 TiO2/Pt光子晶体的光电流分析
3.3.6 TiO2/Pt光子晶体的光催化活性
3.4 小结
4 SiC/Si同轴纳米线阵列制备、表征及光电催化性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料与仪器
4.2.2 SiC/Si NW制备过程
4.2.3 SiC/Si NW光电催化降解苯酚
4.3 结果与讨论
4.3.1 SiC/Si NW的形貌表征
4.3.2 SiC/Si NW的DRS分析
4.3.3 SiC/Si NW的SPV分析
4.3.4 SiC/Si NW光电化学测试
4.3.6 SiC/Si NW的光电催化活性
4.4 小结
5 结论
5.1 结论
5.2 建议
创新点摘要
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文情况
作者简介
致谢
本文编号：3885973
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 半导体光催化的研究现状
1.1.1 半导体光催化原理
1.1.2 光催化效率的评价
1.1.3 TiO2光催化在应用中需要解决的关键问题
1.1.4 提高光催化效率的途径
1.2 异质结用于光催化的基本原理
1.2.1 半导体能带及费米能级
1.2.2 异质结的内建电场和能带图
1.2.3 异质结的整流效应
1.2.4 异质结的窗口效应
1.2.5 异质结的光伏效应
1.2.6 光致电荷迁移的方式
1.2.7 肖特基结
1.3 异质结的构型
1.3.1 粉体异质结
1.3.2 阵列异质结
1.4 光子晶体用于光催化领域的基本原理
1.4.1 光子晶体的定义和分类
1.4.2 光子晶体的带隙结构
1.4.3 光子晶体的慢光效应
1.4.4 光子晶体的应用
1.5 三维光子晶体的制备方法
1.5.1 具有完全光子带隙的三维光子晶体结构
1.5.2 三维光子晶体的制备方法
1.6 研究目的、内容和意义
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究内容
1.6.3 研究意义
2 钛基底上TiO2/Pt同轴纳米管的制备与表征及其性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料与仪器
2.2.2 TiO2/Pt-Ti的实验装置和制备过程
2.2.3 TiO2/Pt-Ti光催化降解苯酚
2.3 结果与讨论
2.3.1 TiO2/Pt-Ti的形貌表征
2.3.2 TiO2/Pt-Ti的EDX分析
2.3.3 制备条件对TiO2/Pt-Ti形貌的影响
2.3.4 TiO2/Pt-Ti的XRD分析
2.3.5 TiO2/Pt-Ti的电学性质分析
2.3.6 TiO2/Pt-Ti的SPV分析
2.3.7 TiO2/Pt-Ti的DRS分析
2.3.8 TiO2/Pt-Ti的光电化学性质
2.3.9 TiO2/Pt-Ti的光催化活性
2.4 小结
3 TiO2/Pt光子晶体的制备、表征与光催化性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料与仪器
3.2.2 TiO2/Pt光子晶体的制备过程
3.2.3 TiO2/Pt光子晶体光催化降解苯酚
3.3 结果与讨论
3.3.1 TiO2/Pt光子晶体的形貌表征
3.3.2 制备条件对TiO2/Pt光子晶体的影响
3.3.3 TiO2/Pt光子晶体的XRD分析
3.3.4 TiO2/Pt光子晶体的DRS分析
3.3.5 TiO2/Pt光子晶体的光电流分析
3.3.6 TiO2/Pt光子晶体的光催化活性
3.4 小结
4 SiC/Si同轴纳米线阵列制备、表征及光电催化性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料与仪器
4.2.2 SiC/Si NW制备过程
4.2.3 SiC/Si NW光电催化降解苯酚
4.3 结果与讨论
4.3.1 SiC/Si NW的形貌表征
4.3.2 SiC/Si NW的DRS分析
4.3.3 SiC/Si NW的SPV分析
4.3.4 SiC/Si NW光电化学测试
4.3.6 SiC/Si NW的光电催化活性
4.4 小结
5 结论
5.1 结论
5.2 建议
创新点摘要
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文情况
作者简介
致谢
本文编号：3885973
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3885973.html
