缺陷对光催化材料的影响

发布时间：2024-03-08 01:23

　　受能源危机和环境污染的影响,研究和开发高效光催化材料以制备可替代性能源并且利用催化材料进行废物处理是我们迫在眉睫的问题。由于缺陷在催化材料中是避不可免的,因此了解缺陷对材料结构和性质的影响是设计光催化材料所必须要考虑的问题。由于缺陷引入的多余电子或空穴可能会与晶格声子发生相互作用并形成极化子,因此研究极化子对催化材料的影响是很重要的,我们在本论文中以二氧化钛为例分析了缺陷引入的极化子在材料中的分布以及对材料的影响,并分析了二氧化钛表面吸附物与极化子的相互作用。合理地利用缺陷也可以改善催化材料的催化性能,我们以半导体异质结为例来分析了界面处的缺陷对材料结构和性质的影响,并解释了通过缺陷调控来改变异质结中电荷传输途径的方法。主要研究内容如下:(一)锐钛矿型二氧化钛(101)表面极化子的特点及其与表面吸附的水的相互作用缺陷引入的多余电子或空穴可能会和晶格声子发生耦合作用并形成局域的极化子,体系中的极化子可能会对材料的结构和性质产生影响。我们以锐钛矿型二氧化钛(101)表面为例,分析了极化子在结构中的分布、极化子对结构的影响、极化子与质子之间的相互作用以及极化子与表面吸附的水之间的相互作用。首...

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【部分图文】：

图6.6体相PbBiO2Br,DOVPbBiO2Br和ROVPbBiO2Br原子层材料可见光降解（a）RhB

江苏大学博士毕业论文125料（τ2≈7.9ps,τ3≈87ps,τ4≈2.9ns）展现出最长的衰变寿命。超快光谱结果表明超薄富氧缺陷结构的构筑有助于更多的光生电子从催化剂内部转移到表面，并延长其在表面上的寿命，从而使更多的电子参与光催化反应。6.3.2材料光催化降解有机污染物性能....

图１．１半导体光催化材料的催化反应机理图［５］

并将能量以光或者热的形式消耗掉［５］。从光催化反应过程可??以看出，拓宽催化材料的光谱吸收范围，使其能更好的吸收太阳光，是高效催化材料吸??收利用太阳光的关键。电子和空穴的有效分离，并减小光生电子空穴对的复合，是研究??高效催化材料的趋势［５］。??４??眇＊???＾?＼Ｒｅｄｕ....

图１．２五种异质结光催化材料的带边关系图，包括跨列型（Ｉ型）、交叉型（ＩＩ型）、Ｚ型、ｐ－ｎ??型异质结和同质结ｔ２°

种重要方法。金属或光敏化剂可以吸收可见光并将电子或空穴注入到半导体的导带或??者价带上［２１＿２３］。而且此时材料的反应电位仍然以宽带隙半导体的ＣＢＭ和ＶＢＭ来决定，??但是由于金属或光敏化剂的存在，拓宽了材料的吸附光谱。除此之外，将不同的材料复??合成异质结也是一种重要方法。?....

图１＿３?（ａ）在完美八面体场（中）、金红石型二氧化钛（左）和锐钛矿型二氧化钛（右）中Ｔｉ??的３ｄ轨道的劈裂示意图

?缺陷对光催化材料的影响???１．?２研究进展??１．２．１二氧化钛表面极化子的研究进展??自从Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ和Ｈｏｎｄａ发现在二氧化钛电极上的光催化分解水的现象后＇许多??科研工作者投身于这个领域。二氧化钛材料具有无毒性、化学和热学稳定性、耐光腐蚀??性等优点，但是由于其本....

本文编号：3921794