Bi 4 Ti 3 O 12 /TiO 2 异质结的原位制备及其光化学性能的研究

发布时间：2020-12-10 03:35

　　当今科学技术和世界经济不断发展,伴随而来的环境污染问题已成为威胁人类生存的严峻挑战。而半导体光催化作为一种绿色清洁的污染物降解技术,具有非常光明的前景。Ti02作为来源丰富、无毒且稳定性好的光催化剂受到了极大的关注,但其只在紫外波段具有光响应,因此有大量的研究集中在将Ti02的光响应拓展到可见光波段。而将窄带隙半导体与Ti02形成异质结,利用窄带隙半导体的很强的可见光吸收以及异质结对光生载流子分离的促进,是一种行之有效的光催化剂改性方法。层状钙钛矿铁电氧化物Bi4Ti3012带隙约为3.08 eV,而且化学稳定,载流子寿命长,由于铁电性所具有的自发极化所产生的内建电场可能进一步促进光生电子-空穴对的分离,因此在可见光下具有不错的光催化效率。此外,层状钙钛矿氧化物Bi4Ti3O12基本结构和Ti02一样,因此可与TiO2形成界面结构匹配的异质结,同时这种相似性还为原位合成Bi4Ti3O12/Ti02异质结提供了结构基础。本文工作的创新之处是通过水热法合成Bi4Ti3O12/TiO12异质结,将电子结构不同的光催化半导体整合起来,用窄禁带的光催化剂来敏化宽禁带的光催化剂,并通过控制两相比例... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 半导体光催化简介
        1.2.1 光催化剂和光催化氧化技术
        1.2.2 半导体光催化的基本原理
        1.2.3 光催化的应用
        1.2.4 现有光催化剂存在的问题
    1.3 半导体在光催化的反应中的作用
2表面的相互作用">        1.3.1 染料污染物与TiO₂表面的相互作用
        1.3.2 半导体光催化对染料污染物的降解性能
    1.4 基于无机物质的可见光吸收进行的光催化降解
        1.4.1 光催化反应中金属配合物对可见光的吸收
        1.4.2 基于贵金属的等离子共振吸收的光催化反应
    1.5 半导体光催化中的自由基反应
    1.6 半导体光催化剂的改性技术
        1.6.1 金属离子掺杂
        1.6.2 非金属离子掺杂
        1.6.3 沉积贵金属物质
        1.6.4 表面改性
        1.6.5 光催化半导体的复合化
        1.6.6 染料光敏化
    1.7 异质结光催化剂概况
        1.7.1 p-n结界面区的内建电场
        1.7.2 p-n结复合半导体光催化剂的载流子传输原理
        1.7.3 异质结的制备工艺
    1.8 钛酸铋光催化剂
    1.9 本文研究的目的、意义及主要内容
        1.9.1 本文研究的目的和意义
        1.9.2 本文研究的主要内容
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂与仪器设备
4Ti₃O₁₂/TiO₂异质结原位制备的制备">    2.2 Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结原位制备的制备
4Ti₃O₁₂/TiO₂异质结的性能表征">    2.3 Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结的性能表征
        2.3.1 X射线衍射分析
        2.3.2 扫描电子显微电镜
        2.3.3 紫外可见分分光光度计
        2.3.4 光电性能的表征
        2.3.5 光催化活性的表征
4Ti₃O₁₂/TiO₂异质结原位制备工艺与性能">第3章 Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂异质结原位制备工艺与性能
    3.1 前言
4Ti₃O₁₂/TiO₂材料结构的影响">    3.2 Bi相对含量对Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂材料结构的影响
4Ti₃O₁₂/TiO₂紫外-可见波段吸收的影响">    3.3 Bi相对含量对Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂紫外-可见波段吸收的影响
4Ti₃O₁₂/TiO₂光催化活性的影响">    3.4 Bi相对含量对Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂光催化活性的影响
4Ti₃O₁₂/TiO₂光电性能的影响">    3.5 Bi相对含量对Bi₄Ti₃O₁₂/TiO₂光电性能的影响
    3.6 本章小结
第4章 总结与展望
    4.1 全文总结
    4.2 未来工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：2908014