CeO 2 基复合材料的构建及其NO x 可见光催化性能的研究
发布时间：2023-06-04 22:00
鉴于二氧化铈(CeO2)在诸多领域的潜在应用价值,尤其是光催化氧化方面的突出贡献,我们首次考虑开发其NOx的光催化氧化去除特性,以此来解决当前全球范围内的空气污染问题。传统的CeO2不仅光催化活性高、价格低廉、极富储氧能力,而且自身氧化还原能力较强,是一种绿色友好型的半导体光催化剂。再者,由于稀土 Ce储量丰富,应用于环境净化方面无疑是一种不错的选择。大量研究发现,CeO2的带隙能较大,无法最大程度地利用太阳能,大大降低了材料的应用价值。本文根据前人研究,采用水热-热处理法相结合制备出三维(3D)结构的CeO2光催化剂并对材料的NO去除活性进行了测评,针对其量子效率不足设计了 CeO2基异质结体系以提升体系的光催化NO去除能力,首创性地开拓了 CeO2在NO去除领域的应用前景。具体工作和研究结果概括为以下三个方面:(1)利用模板剂构建了 3D结构的CeOHCO3,借助葡萄糖的还原性将Bi3+还原为Bi0颗粒并随机分散于CeOHCO3上,经过原位热处理后获得了异质结光催化剂β-Bi2O3/CeO2;在可见光下,4%β-Bi2O3/CeO2的NO去除率达到42.9%且稳定性良好,分别比β-...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 PCO技术去除NOx的机理
1.3 二氧化铈(CeO2)的发展及研究现状
1.3.1 金属/非金属掺杂
1.3.2 贵金属沉积
1.3.3 构建CeO2基固溶体
1.3.4 构建CeO2基异质结
1.4 本课题研究的主要内容
第2章 实验原料与制备方法
2.1 实验原料与实验仪器
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验设备
2.2 实验方法及制备流程
2.3 样品表征
2.4 NO催化活性测试
2.5 原位红外分析(in situ FTIR)
2.6 理论计算方法
第3章 原位合成p-n异质结光催化剂β-Bi2O3/CeO2及其对NOx去除能力的研究
3.1 引言
3.2 p-n异质结光催化剂β-Bi2O3/CeO2的制备
3.3 β-Bi2O3/CeO2光催化剂的性能测试
3.4 β-Bi2O3/CeO2光催化剂的表征
3.4.1 XRD图谱分析光催化剂的形成过程
3.4.2 催化剂的SEM和TEM分析
3.4.3 光催化剂的XPS分析
3.4.4 光催化剂的EPR及拉曼光谱
3.4.5 所制备的催化剂的紫外可见漫反射吸收光谱
3.4.6 CeO2、CeO2-OVs及β-Bi2O3样品的能带结构和态密度
3.5 β-Bi2O3/CeO2光催化剂的性能评价
3.6 β-Bi2O3/CeO2样品的光催化机理研究
3.6.1 β-Bi2O3/CeO2样品的光电流响应及荧光光谱的分析
3.6.2 β-Bi2O3/CeO2样品的表面光电压和阻抗谱
3.6.3 β-Bi2O3/CeO2样品的捕获实验
3.6.4 β-Bi2O3/CeO2样品的原位红外分析
3.6.5 样品的莫特肖特基曲线(M-S)
3.6.6 样品的功函数分析
3.6.7 β-Bi2O3/CeO2样品的光催化机理分析
3.7 本章小结
第4章 Bi0纳米颗粒修饰CeO2光催化剂的NO去除能力及NO2抑制的研究
4.1 引言
4.2 Bi0/CeO2光催化剂的制备
4.3 Bi0/CeO2光催化剂的NO去除性能测试
4.4 Bi0/CeO2光催化剂的表征
4.4.1 物相(XRD图谱、TEM)和形貌(SEM)分析
4.4.2 样品的XPS分析
4.4.3 样品的EPR和BET分析
4.4.4 催化剂的UV-vis吸收光谱图和M-S曲线
4.5 Bi0/CeO2复合光催化剂的性能评价
4.6 Bi0/CeO2样品的光催化机理研究
4.6.1 催化剂的光电分离效率分析
4.6.2 Bi0/CeO2样品的捕获实验和ESR谱
4.6.3 Bi0/CeO2样品的原位红外分析
4.6.4 样品中肖特基势垒的建立
4.6.5 光催化反应中OVs的作用
4.6.6 光催化剂Bi0/CeO2的催化机理分析
4.7 本章小结
第5章 p-n异质结光催化剂BiOI/CeO2的合成及其对NOx光催化去除能力的研究
5.1 引言
5.2 p-n异质结光催化剂BiOI/CeO2的制备
5.3 光催化剂BiOI/CeO2的NO去除性能测试
5.4 p-n异质结光催化剂BiOI/CeO2的表征
5.4.1 物相(XRD图谱、TEM)和形貌(SEM)分析
5.4.2 催化剂的XPS分析
5.4.3 催化剂的BET分析
5.4.4 样品的UV-vis吸收光谱
5.5 p-n异质结光催化剂BiOI/CeO2的性能评价
5.6 p-n异质结光催化剂BiOI/CeO2的光催化机理研究
5.6.1 催化剂光电分离效率的研究
5.6.2 BiOI/CeO2样品的捕获实验
5.6.3 样品的莫特肖特基曲线(M-S)
5.6.4 p-n异质结光催化剂BiOI/CeO2的NO去除机理研究
5.7 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
本文编号：3831098
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 PCO技术去除NOx的机理
1.3 二氧化铈(CeO2)的发展及研究现状
1.3.1 金属/非金属掺杂
1.3.2 贵金属沉积
1.3.3 构建CeO2基固溶体
1.3.4 构建CeO2基异质结
1.4 本课题研究的主要内容
第2章 实验原料与制备方法
2.1 实验原料与实验仪器
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验设备
2.2 实验方法及制备流程
2.3 样品表征
2.4 NO催化活性测试
2.5 原位红外分析(in situ FTIR)
2.6 理论计算方法
第3章 原位合成p-n异质结光催化剂β-Bi2O3/CeO2及其对NOx去除能力的研究
3.1 引言
3.2 p-n异质结光催化剂β-Bi2O3/CeO2的制备
3.3 β-Bi2O3/CeO2光催化剂的性能测试
3.4 β-Bi2O3/CeO2光催化剂的表征
3.4.1 XRD图谱分析光催化剂的形成过程
3.4.2 催化剂的SEM和TEM分析
3.4.3 光催化剂的XPS分析
3.4.4 光催化剂的EPR及拉曼光谱
3.4.5 所制备的催化剂的紫外可见漫反射吸收光谱
3.4.6 CeO2、CeO2-OVs及β-Bi2O3样品的能带结构和态密度
3.5 β-Bi2O3/CeO2光催化剂的性能评价
3.6 β-Bi2O3/CeO2样品的光催化机理研究
3.6.1 β-Bi2O3/CeO2样品的光电流响应及荧光光谱的分析
3.6.2 β-Bi2O3/CeO2样品的表面光电压和阻抗谱
3.6.3 β-Bi2O3/CeO2样品的捕获实验
3.6.4 β-Bi2O3/CeO2样品的原位红外分析
3.6.5 样品的莫特肖特基曲线(M-S)
3.6.6 样品的功函数分析
3.6.7 β-Bi2O3/CeO2样品的光催化机理分析
3.7 本章小结
第4章 Bi0纳米颗粒修饰CeO2光催化剂的NO去除能力及NO2抑制的研究
4.1 引言
4.2 Bi0/CeO2光催化剂的制备
4.3 Bi0/CeO2光催化剂的NO去除性能测试
4.4 Bi0/CeO2光催化剂的表征
4.4.1 物相(XRD图谱、TEM)和形貌(SEM)分析
4.4.2 样品的XPS分析
4.4.3 样品的EPR和BET分析
4.4.4 催化剂的UV-vis吸收光谱图和M-S曲线
4.5 Bi0/CeO2复合光催化剂的性能评价
4.6 Bi0/CeO2样品的光催化机理研究
4.6.1 催化剂的光电分离效率分析
4.6.2 Bi0/CeO2样品的捕获实验和ESR谱
4.6.3 Bi0/CeO2样品的原位红外分析
4.6.4 样品中肖特基势垒的建立
4.6.5 光催化反应中OVs的作用
4.6.6 光催化剂Bi0/CeO2的催化机理分析
4.7 本章小结
第5章 p-n异质结光催化剂BiOI/CeO2的合成及其对NOx光催化去除能力的研究
5.1 引言
5.2 p-n异质结光催化剂BiOI/CeO2的制备
5.3 光催化剂BiOI/CeO2的NO去除性能测试
5.4 p-n异质结光催化剂BiOI/CeO2的表征
5.4.1 物相(XRD图谱、TEM)和形貌(SEM)分析
5.4.2 催化剂的XPS分析
5.4.3 催化剂的BET分析
5.4.4 样品的UV-vis吸收光谱
5.5 p-n异质结光催化剂BiOI/CeO2的性能评价
5.6 p-n异质结光催化剂BiOI/CeO2的光催化机理研究
5.6.1 催化剂光电分离效率的研究
5.6.2 BiOI/CeO2样品的捕获实验
5.6.3 样品的莫特肖特基曲线(M-S)
5.6.4 p-n异质结光催化剂BiOI/CeO2的NO去除机理研究
5.7 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
本文编号：3831098
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/qiuzhijiqiao/3831098.html
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