金属有机框架MIL-101的改性及其有机物脱除性能的研究

发布时间：2021-01-31 22:07

　　金属有机框架（Metal-organic frameworks,MOFs）由于具有大的比表面积、高的孔隙率和丰富的活性位点等特性,成为高效光催化剂的前驱体。通过直接煅烧MOFs得到的MOFs衍生的多孔碳材料,不仅继承了MOFs材料的特点,而且具有良好的导电性和稳定性,因此在光催化领域引起了人们的关注。然而,MOFs及其衍生的多孔碳材料常具有较大的禁带宽度,在可见光照射下不易被激发,导致光催化性能较低,有效的策略是采用半导体改性来提高性能。因此,本文将α-Fe2O3与MOFs及其衍生的多孔碳相复合获得高性能的光催化剂,具体研究结果如下:首先,本文成功地合成了MIL-101（Cr）,再通过水热法制备了一系列α-Fe2O3（C）/MIL-101（Cr）复合光催化剂。由X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）可知,与单一相α-Fe2O3比较,复合光催化剂中α-Fe2O3具有较小的颗粒尺寸而比表面积大幅提升,达948.6 m2/g。通过捕获实验,带边位置分析和电子自旋共振（ESR）测试说明α-Fe2O3和MIL-101（Cr）之间形成了Z-型异质结。进一步通过高分... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

传统异质结光催化三种类型机理简图[48]

燕山大学工学硕士学位论文-8-光催化剂更快。图1-2p-n异质结光催化机理简图[49]1.4.5Z-型异质结光催化原理尽管传统的II型异质结能够分离光生电子-空穴对，但是还原反应发生在还原电位较低的半导体B上，而氧化反应发生在氧化电位较低的半导体A上，这导致传统的II型异质结光催化剂的氧化还原能力降低。因此，提出了一种Z-型异质结光催化，它的能带结构与II型异质结的能带结构类似，但光生载流子转移的路径不同。Z-型异质结光催化机理如图1-3所示：在光照条件下，光生电子从半导体A的CB转移到半导体B的VB，并与半导体B中的空穴相结合，最终电子会聚集到半导体B的VB上，而空穴会聚集到半导体A的CB。Z-型异质结光催化剂不仅降低了光生载流子的复合，而且保留了半导体A和B较强的氧化还原能力，有效地提高光催化性能。图1-3Z-型异质结光催化机理简图[50]

燕山大学工学硕士学位论文-8-光催化剂更快。图1-2p-n异质结光催化机理简图[49]1.4.5Z-型异质结光催化原理尽管传统的II型异质结能够分离光生电子-空穴对，但是还原反应发生在还原电位较低的半导体B上，而氧化反应发生在氧化电位较低的半导体A上，这导致传统的II型异质结光催化剂的氧化还原能力降低。因此，提出了一种Z-型异质结光催化，它的能带结构与II型异质结的能带结构类似，但光生载流子转移的路径不同。Z-型异质结光催化机理如图1-3所示：在光照条件下，光生电子从半导体A的CB转移到半导体B的VB，并与半导体B中的空穴相结合，最终电子会聚集到半导体B的VB上，而空穴会聚集到半导体A的CB。Z-型异质结光催化剂不仅降低了光生载流子的复合，而且保留了半导体A和B较强的氧化还原能力，有效地提高光催化性能。图1-3Z-型异质结光催化机理简图[50]

【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe2O3/TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能[J]. 黄益操,赵浙菲,李世雄,邸婧,郑华均.  无机化学学报. 2015(01)



本文编号：3011660